一种高导电高强铜铁合金制备方法技术

本发明专利技术的一种高导电高强铜铁合金制备方法，属于合金制备技术领域。制备时，按高导电高强铜铁合金组分备料，合金包括组分及质量百分含量为Fe 5

A preparation method of high conductivity and high strength copper iron alloy

【技术实现步骤摘要】
一种高导电高强铜铁合金制备方法

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[0001]本专利技术属于合金制备
，具体涉及一种高导电高强铜铁合金制备方法。

技术介绍
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[0002]Cu
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Fe合金因其高强度、高导电性、优异的磁性和电磁屏蔽性能，在电子、机械和运输领域有着广泛的应用。但是由于难混溶区的存在，Cu
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Fe合金在重力场凝固过程中极易形成严重偏析，产生合金成分、组织和性能不均匀的问题，从而无法充分发挥其应用价值。
[0003]目前，制备Cu
‑
Fe合金的主要方法为粉末冶金法、快速凝固法、定向凝固法等。其中粉末冶金法是先通过机械合金化或雾化得到合金粉末，然后经烧结及后续处理，因此有效地阻止了成品中宏观偏析的发生。快速凝固法通过快速冷却，使液态金属降温到远低于其发生平衡凝固时的温度而不形核，金属仍以液态的形式存在并发生相变直至最后凝固。定向凝固法的基本原理为：给凝固界面施加一定速度使之上移，致第二相液滴被界面前沿吞并，最终获得第二相弥散分布的合金组织。例如申请公布号为CN 104232962 A的专利，其制备铜铁合金方法为：将Cu粉和Fe粉经过球磨混粉后过筛，然后依次经过预压制、高温热压烧结、固溶处理、时效处理，即得到Cu
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Fe合金。申请公布号为CN 108251684 A的专利，采用雾化法制备合金粉末；然后将合金粉末进行烧结处理，得到烧结坯；再将烧结坯进行拔丝处理，得到丝材；最后将丝材经过时效处理后得到铜铁合金。
[0004]快速凝固法和定向凝固法对产品尺寸有限制，不适合工业生产，而且基体中Fe元素固溶度大，严重降低Cu
‑
Fe合金的导电性能。
[0005]目前粉末冶金法制备铜铁合金时，混粉阶段绝大多数都采用球磨法或使用合金粉末，这会导致Fe溶于Cu晶格中，降低导电率。即使经过后续热处理，导电性能也与传统熔铸法类似，最高导电率为60％IACS左右，并且工艺流程复杂、需要静压机等设备，投资成本高。

技术实现思路
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[0006]本专利技术的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种高导电高强铜铁合金制备方法，通过原料组分及工艺调控，在大冷轧压下率下保证高强度获得，同时在材料内部位错密度大情况下，无需时效处理，仍能兼顾保证极高的导电性能。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种高导电高强铜铁合金制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)按高导电高强铜铁合金组分备料，将Cu粉和Fe粉不经过球磨直接混合均匀，获得混合粉末，其中，所述的高导电高强铜铁合金包括组分及质量百分含量为Fe 5
‑
30％，余量为Cu70
‑
95％；
[0010](2)将混合粉末装入金属容器，真空封装后，进行热轧成型，冷却至室温，获得热轧态合金，其中，所述的热轧开轧温度600
‑
750℃，热轧前进行保温20
‑
30min；
[0011](3)将热轧态合金去壳后，进行冷加工变形处理，得到变形态Cu
‑
Fe合金，即为高导电高强铜铁合金。
[0012]所述的步骤(1)中，Cu粉粒度为1
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100μm，优选为5
‑
50μm，Fe粉粒度为1
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100μm，优选为5
‑
50μm。
[0013]所述的步骤(1)中，Cu粉和Fe粉在混粉机中进行混合，混合时间为5
‑
24h，混合过程中，无需加入磨球。
[0014]所述的步骤(2)中，金属容器为长方体不锈钢金属容器或长筒形不锈钢金属容器，优选为长方体不锈钢金属容器。
[0015]所述的步骤(2)中，真空封装方式为真空焊接，优选为真空电子束焊接。
[0016]所述的步骤(2)中，保温温度与热轧开轧温度等温，热轧开轧温度＞终轧温度。
[0017]所述的步骤(2)中，热轧压下率为60％
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90％。
[0018]所述的步骤(2)中，终轧温度500
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650℃。
[0019]所述的步骤(2)中，冷却方式为空冷。
[0020]所述的步骤(2)中，热轧前保温操作使金属粉末的原子振动振幅加大，形成粘接面。
[0021]所述的步骤(2)中，通过热轧实现粉末成型，获得热轧态Cu
‑
Fe合金，但合金内部Fe原子向Cu基体中的扩散极少。
[0022]所述的步骤(3)中，去壳方式为铣削或线切割等方式。
[0023]所述的步骤(3)中，冷加工变形处理方式为冷轧、冷锻或冷拔中的一种；冷加工变形量为90％
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99.8％。
[0024]所述的步骤(3)中，制备的高导电高强铜铁合金导电率为60
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95％，抗拉强度为490
‑
760MPa。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]本专利技术方法在高导电高强铜铁合金的制备过程中，采用不经过球磨直接混合+控制热轧温度的方法，最大限度地减少Fe向Cu基体中的扩散，有效地抑制Fe原子对导电性能的影响，使合金在保持高强度的同时拥有极高的导电率。本专利技术工艺流程简单，无需球磨、静压等流程且获得了兼具导电率和抗拉强度综合性能优异的Cu
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Fe合金，这是目前其它任何制备方法无法达到的。
附图说明：
[0027]图1为本专利技术实施例5制备的高导电高强铜铁合金扫描电镜图；
[0028]图2为本专利技术D1
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1例制备的热轧合金宏观照片；
[0029]图3为本专利技术D1
‑
2例制备的热轧合金宏观照片。
具体实施方式：
[0030]下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0031]实施例1
[0032]一种本专利技术的高导电高强铜铁合金，该铜铁合金的Fe含量为5wt.％，导电率为95％IACS，抗拉强度为490MPa。
[0033]本实施例的高导电高强Cu
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Fe合金的制备方法，包括以下步骤：
[0034](1)将粒度为15μm的Fe粉和Cu粉按质量比为5:95在混粉机中混粉10h；
[0035](2)将混合粉末装入长方体金属容器中；
[0036](3)将金属容器进行真空电子束焊接；
[0037](4)将焊接完的工件在600℃保温20min后热轧，终轧温度为500，压下率为65％，空冷至室温；
[0038](5)利用铣削将轧制完的工件去壳；
[0039](6)将工件进行冷轧，压下率为98.0％，得到高导电高强铜铁合金，其性能数据如表1所示。
[0040]D1
‑1[0041]同实施例1，区别在于，开轧前保温时间为15min，获得热轧合金出现开裂，热轧合金宏观照片如图2所示，无法实现铜铁合金制备。经理论分析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导电高强铜铁合金制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按高导电高强铜铁合金组分备料，将Cu粉和Fe粉不经过球磨直接混合均匀，获得混合粉末，其中，所述的高导电高强铜铁合金包括组分及质量百分含量为Fe 5
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30％，余量为Cu；(2)将混合粉末装入金属容器，真空封装后，进行热轧成型，冷却至室温，获得热轧态合金，其中，所述的热轧开轧温度600
‑
750℃，热轧前进行保温20
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30min；(3)将热轧态合金去壳后，进行冷加工变形处理，得到变形态Cu
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Fe合金，即为高导电高强铜铁合金。2.根据权利要求1所述的高导电高强铜铁合金制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，Cu粉粒度为1
‑
100μm，Fe粉粒度为1
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100μm。3.根据权利要求1所述的高导电高强铜铁合金制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，Cu粉和Fe粉在混粉机中进行混合，混合时间为5
‑
24h，混合过程中，无...

【专利技术属性】
技术研发人员：田艳中，杨阳，李松，秦高梧，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：