一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种Ni3Ti增强铜基原位复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及有色金属制备领域，具体而言，涉及一种
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]铜合金作为电子信息产业关键基础性材料，随着电子信息技术的快速发展而应用广泛
。
与此同时，对铜合金的各项性能提出了更高的要求，在集成电路引线框架等应用领域中，不仅要求材料具有高的导电率，还要求材料具有较高的抗拉强度和抗软化温度，然而现阶段引线框架用铜合金不仅存在强度和电导率不匹配的问题，还存在抗软化温度较低的问题
。
因此，开发新型高强高导高抗软化引线框架铜合金材料是目前国内外研究热点
。
[0003]原位复合法是制备高强高导铜基材料最简单有效的方法之一，目前在
Cu
‑
Fe、Cu
‑
Nb、Cu
‑
Ag
和
Cu
‑
Cr
等合金具有广泛应用，如中国专利
CN108611520B
，公开了一种铜基原位复合材料的制备方法，但其通过化学气相沉积工艺沉积碳纳米管薄层，然后在进行混合熔炼
、
熔铸
、
热锻
、
固溶处理以及冷拉拔，但整体的工艺复杂，软化温度较低
。Ni3Ti
作为一种金属间化合物，在镍基高温合金中常作为增强相存在，然后在铜基合金中鲜有研究，且在铜基合金的制备领域，依然存在合金材料性能差的问题
。

技术实现思路

[0004]基于此，为了解决合金材料性能差的问题，本专利技术提供了一种
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料及其制备方法，具体技术方案如下：
[0005]一种
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料，所述
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料包括微米级
Ni3Ti
增强相，且按照质量百分比，所述
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料包括以下成分：
Ni
：
2.5
～
3.5wt
％
、Ti
：
0.8
～
1.2wt
％
、
辅助元素
0.1
％～
2.0
％，余量为
Cu。
[0006]进一步地，所述
Ni
和
Ti
的质量百分比为
(2.8
～
3.5)
：
1。
[0007]进一步地，所述
Ni
和
Ti
的总添加量小于或等于
5wt
％
。
[0008]进一步地，所述辅助元素为
Zr、Y
以及
Sc
中的一种，且按照质量百分比，
Zr
：
0.1
～
0.8wt
％
、Y
：
0.1
～
0.6wt
％
、Sc
：
0.1
～
0.6wt
％
。
[0009]另外，本申请提供一种
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0010]将
Cu、Ni、Ti、Zr、Y
以及
Sc
添加至真空感应炉中，在保护气的条件下，熔炼处理，然后浇铸得到合金铸坯；
[0011]将合金铸坯进行热轧处理，固溶处理
、
多次冷轧处理后，再时效处理，得到
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料；
[0012]其中，所述热轧处理的温度为为
820℃
～
880℃
，变性量为
40
％～
60
％；所述冷轧处理的变形量大于或等于
80
％
。
[0013]进一步地，所述固溶处理的温度为
850℃
～
950℃
，时间为
1h
～
3h。
[0014]进一步地，所述时效处理的温度为
450℃
～
600℃
，时间为
8h
～
12h。
[0015]进一步地，所述
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料在固溶处理的过程后，水淬处理，微米级
Ni3Ti
原位增强相回溶并在随后冷却过程中析出微米级
Ni3Ti
增强相
。
[0016]进一步地，多次冷轧处理后，所述微米级
Ni3Ti
增强相沿变形带均匀分布
。
[0017]上述方案中通过优化成分以及成分配比，能优化
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料的组织分布，达到提高
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料力学性能以及导电性能的目的，还能改善
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料的高温抗软化性能，能满足高端引线框架材料的使用要求
。
具体地，通过控制
Ni
和
Ti
的总量
(≤5wt
％
)
和配比，形成微米级
Ni3Ti
原位增强相，同时通过
Zr、Y
和
Sc
元素的添加有效调控
Ni3Ti
的形貌和分布，结合变形工艺和时效工艺的精确控制，显著提高合金的力学性能和导电性能
。
合金导电性能的提升归因于纳米级
Ni3Ti
相的析出
。
此外，
Zr、Y
和
Sc
中一种元素的添加不仅能够改善微米级
Ni3Ti
相的形貌和分布，而且对合金在高温环境下的回复与再结晶行为都有一定的抑制效果，从而提高合金的抗过时效能力和抗高温软化的能力
。
另外，通过真空熔炼
、
热轧
、
固溶
、
多道次冷轧和时效处理等多种强化方式相结合的方法制备
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料，显著提高了
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料性能，经测试，
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料的抗拉强度达
800
～
900MPa
，导电率达
50
％
IACS
‑
65
％
IACS
，高温抗软化温度达
580℃
以上，满足高端引线框架材料的应用需求
。
附图说明
[0018]图1为实施例1制备的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料，其特征在于，所述
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料包括微米级
Ni3Ti
增强相，且按照质量百分比，所述
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料包括以下成分：
Ni
：
2.5
～
3.5wt
％
、Ti
：
0.8
～
1.2wt
％
、
辅助元素
0.1
％～
2.0
％，余量为
Cu。2.
根据权利要求1所述的
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料，其特征在于，所述
Ni
和
Ti
的质量百分比为
(2.8
～
3.5)
：
1。3.
根据权利要求1所述的
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料，其特征在于，所述
Ni
和
Ti
的总添加量小于或等于
5wt
％
。4.
根据权利要求1所述的
Ni3Ti
增强铜基原位复合材料，其特征在于，所述辅助元素为
Zr、Y
以及
Sc
中的一种，且按照质量百分比，
Zr
：
0.1
～
0.8wt
％
、Y
：
0.1
～
0.6wt
％
、Sc
：
0.1
～
0.6wt

【专利技术属性】
技术研发人员：郭诚君，时雨凡，龚亚辉，尹宁康，张建波，肖翔鹏，汪航，杨斌，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：