一种高可靠性铜合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高可靠性铜合金材料及其制备方法，涉及铜合金材料技术领域。其中，该高可靠性铜合金材料，以质量百分比计，其组分包括：Cr 0.2wt%

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠性铜合金材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铜合金材料
，特别涉及一种高可靠性铜合金材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽，单质呈紫红色。延展性好，导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，可用作建筑材料，也可与其他金属组成多种类型合金。
[0003]目前，市场上的铜合金类型多种多样，因为其具有优良的力学性能与电学性能，随着第三次技术革命的开展，被广泛地用于制造电连接器。但铜合金产品也存在着不少缺陷，例如不少未做特殊改性的铜合金产品表面会被氧化，特别是在恶劣的使用环境下。氧化可能导致铜合金材料可靠性和寿命的降低。因此，铜合金抗氧化研究也称为了本行业的热门研究课题。

技术实现思路

[0004]为解决
技术介绍
提到未做特殊改性的铜合金材料会出现氧化的问题，本专利技术提供一种铜合金材料，具有优异的抗氧化性，高可靠性，且能够降低后续电镀工艺中的不良率。具体方案为:
[0005]一种高可靠性铜合金材料，以质量百分比计，其组分包括：Cr0.2wt％
‑
0.5wt％；V 0.01wt％
‑
0.05wt％；Ti0.01wt％
‑
0.05wt％；Si0.05wt％
‑
0.25wt％；Fe 0.01％
‑
0.02wt％；余量Cu。
[0006]在实施上述实施例时，优选地，所述原料中Si与Fe的质量百分比为5:1
‑
10:1。
[0007]在实施上述实施例时，优选地，所述原料中Cu的纯度大于99.99％。
[0008]在实施上述实施例时，优选地，所述原料中Cr、V、Ti、Si、Fe的纯度大于99.99％。
[0009]在实施上述实施例时，优选地，所述铜合金的纯度大于99.99％。
[0010]本专利技术还提供了所述的高可靠性铜合金材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]步骤一、在纯氩气保护下，将铜合金原料按比例进行熔炼后铸造，得到铜合金铸锭；
[0012]步骤二、将步骤一得到的铜合金铸锭依次进行连铸、一次冷轧和固溶处理，得到预变形铜合金；所述一次冷轧的总变形量独立地为85％
‑
99％；
[0013]步骤三、将步骤二得到的预变形铜合金依次进行二次冷轧和一次时效处理，得到再变形铜合金；所述二次冷轧的总变形量为70％
‑
99％；
[0014]步骤四、将步骤三得到的再变形铜合金依次进行三次冷轧和二次时效处理，得到铜合金；所述三次冷轧的总变形量为40％
‑
99％；
[0015]步骤五、在步骤四冷轧之后在氮气和氢气组成的混合气体中退火，加热温度为150～650℃，时间为0.5
‑
150s，冷却后即得铜合金材料。
[0016]在实施上述实施例时，优选地，步骤二中固溶处理的保温温度为920
‑
940℃，固溶处理的保温时间为10
‑
150s。
[0017]在实施上述实施例时，优选地，步骤三中一次时效处理的保温温度为360
‑
460℃，一次时效处理的保温时间为5
‑
10h。
[0018]在实施上述实施例时，优选地，步骤四中二次时效处理的保温温度为320
‑
420℃，二次时效处理的保温时间为2
‑
8h。
[0019]在实施上述实施例时，优选地，步骤五中氮气与氢气的质量比为90:10
‑
95:5
[0020]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0021]1、本专利技术在铜合金原料成分中加入了V金属，利用V元素去除合金熔液中有害杂质，如硫、铅等，改善铸锭组织，减少热轧开裂现象。同时可以提高铜基体的再结晶温度，使得铜合金的热稳定性有所增强。
[0022]2、本专利技术的铜合金原料成分中含有Fe和Si，利用Fe可与Si形成Fe
‑
Si析出相，起弥散强化作用，同时有利于提升本专利技术铜合金带材的抗高温软化能；此外，Fe与Si采用特殊比例添加，可以防止Fe析出产生硬点，保证铜合金表面光滑，避免影响后续电镀工序的电镀效果。
[0023]3、本专利技术的铜合金材料的制备方法，通过合理制订不同工艺阶段中铜合金轧制的温度和热处理工艺参数，可以使固溶更加充分，时效时促进析出相均匀析出，抑制部分析出相的异常长大，有利于同时提高合金的力学性能和导电性能。
[0024]4、本专利技术的铜合金材料的制备方法，在热处理工艺后，将铜合金放置由氩气和氢气组成的混合气体中退火，使铜合金原料成分中Ti偏析到铜合金表面，进而使金属铜表面附着TiO2复合膜，因此能够很好的保护内部金属铜不与周围氧、水蒸气等反应，进而实现提高以铜合金表面抗氧化能力。
[0025]5、本专利技术的铜合金材料的制备方法，为了降低铜合金的残余应力，提高弹性极限以及抗应力松弛性能，在冷轧之后进行低温退火处理，在此条件下铜合金的残余应力降低但是强度基本不变，同时弯曲加工性以及导电率有一定的提高。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]需要说明的是，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0028]实施例1
[0029]一种高可靠性铜合金材料，以质量百分比计，其组分为:Cr 0.2wt％；V0.05wt％；Ti 0.05wt％；Si 0.2wt％；Fe0.02wt％；余量Cu。其中，Cr、V、Ti、Si、Fe、Cu的纯度99.999％。
[0030]其制备方法为:
[0031]步骤一、在纯氩气保护下，将铜合金原料按比例进行熔炼后铸造，得到铜合金铸
锭；
[0032]步骤二、将步骤一得到的铜合金铸锭依次进行连铸、一次冷轧和固溶处理，固溶处理的保温温度为920℃，固溶处理的保温时间为10s，得到预变形铜合金；所述热轧和一次冷轧的总变形量独立地为85％；
[0033]步骤三、将步骤二得到的预变形铜合金依次进行二次冷轧和一次时效处理，一次时效处理的保温温度为360℃，一次时效处理的保温时间为10h得到再变形铜合金；所述二次冷轧的总变形量为60％；
[0034]步骤四、将步骤三得到的再变形铜合金依次进行三次冷轧和二次时效处理，二次时效处理的保温温度为320℃，二次时效处理的保温时间为8h得到低残余应力铜合金；所述三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性铜合金材料，其特征在于，以质量百分比计，其组分包括：Cr 0.2wt%
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0.5wt%；V 0.01wt%
‑
0.05wt%；Ti0.01wt%
‑
0.05wt%；Si 0.05wt%
‑
0.25wt%；Fe 0.01%
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0.02wt%；余量Cu。2.根据权利要求1所述的高可靠性铜合金材料，其特征在于，所述原料中Si与Fe的质量百分比为5:1
‑
10:1。3.根据权利要求1所述的高可靠性铜合金材料，其特征在于，所述原料中Cu的纯度大于99.99％。4.根据权利要求1所述的高可靠性铜合金材料，其特征在于，所述原料中Cr、V、Ti、Si、Fe的纯度大于99.99％。5.根据权利要求1所述的高可靠性铜合金材料，其特征在于，所述铜合金的纯度大于99.99％。6.一种如权利要求1
‑
5任意一项所述的高可靠性铜合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、在纯氩气保护下，将铜合金原料按比例进行熔炼后铸造，得到铜合金铸锭；步骤二、将步骤一得到的铜合金铸锭依次进行连铸、一次冷轧和固溶处理，得到预变形铜合金；所述一次冷轧的总变形量独立地为85%
‑
99%；步骤三、将步骤二得到的预...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘实，
申请(专利权)人：上海万生合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：