一種磁電器件用導電銅合金及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬材料領域，具體涉及一種磁電器件用導電銅合金及制備方法。本發(fā)明提供磁電器件用導電銅合金，該合金薄帶材料具有高的導電率。本發(fā)明還提供磁電器件用導電銅合金制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業(yè)化生產。本發(fā)明磁電器件用導電銅合金，各成分的重量百分含量為：Sm0.03-0.05%，Nd0.01-0.03%，Fe0.01-0.03%，Sb0.04-0.06%，Be0.03-0.06%，其余為Cu。
【專利說明】一種磁電器件用導電銅合金及制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于金屬材料領域，具體涉及一種磁電器件用導電銅合金及制備方法。
【背景技術】
[0002]CN201110354310.X本發(fā)明涉及一種高導電率鈹銅合金的制備方法，該方法是將低鈹合金與銅鈮復合材料一起進行熔煉，而后鑄造成錠，再經熱加工，大加工率冷加工，固溶處理，精軋或產品拉拔和時效處理后得到高導電率鈹銅合金。該發(fā)明通過在高導電率的低鈹合金中加入彌散分布的銅鈮復合材料，后經過一次熱加工和多次大加工率的冷加工后，均勻彌散分布的鈮粒子在低鈹合金中形成有序的復合結構，極大的提高了低鈹合金的強度和硬度，且對低鈹合金的導電率影響不大。但是材料導電率偏低。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對上述技術缺陷，提供磁電器件用導電銅合金，該合金薄帶材料具有高的導電率。
[0004]本發(fā)明的另一目的是提供磁電器件用導電銅合金制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業(yè)化生產。
[0005]本發(fā)明技術方案如下:
一種磁電器件用導電銅合金，其特征在于，各成分的重量百分含量為:Sm 0.03-0.05%,`Nd 0.01-0.03%, Fe 0.01-0.03%, Sb 0.04-0.06%, Be 0.03-0.06%，其余為 Cu。
[0006]一種磁電器件用導電銅合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
O首先按照上述成分進行配料，原料Sm、Nd、Fe、Sb、Be、Cu以純物質形式加入,純度均大于99.9% ；
2)然后將原料放入石墨坩堝，再將坩堝放入感應爐，然后抽真空，當感應電爐中真空度達到5~8X KT2Pa后開始加熱，合金加熱至1280-1310°C后，保溫15-25分鐘后停止送電和抽真空；待感應爐內壓力達到大氣壓后，將爐門打開，在坩堝表面撒木炭粉后，將熔融液態(tài)合金澆入鑄型中；
3)澆注前鑄型先放入充滿液氮的容器，停留15-20分鐘后取出，取出后在3-5分鐘內將步驟2)熔融液態(tài)合金澆入鑄型的型腔，得到合金棒；澆注完成10-20分鐘后，將合金棒從鑄型中取出放入箱式電阻爐中加熱，加熱至110-120°C，保溫20-30分鐘后取出；然后將合金棒進行熱態(tài)塑性變形，熱態(tài)塑性變形溫度在860-890°C，然后在高溫下取出進行淬火處理，淬火液溫度為20-35°C，淬火液中各成份重量百分比為硝酸鈉15%，亞硝酸鈉20%，硝酸鉀20%，食鹽10%，其余水；淬火后再放入加熱爐中，在350-400°C保溫5_7小時，隨爐冷卻至室溫，即得到磁電器件用導電銅合金。
[0007]步驟2)中鑄型通過以下方法制作:各成份按重量百分比蒙脫石1_3%，水玻璃3-6%，硼酸1_2%，其余為莫來石砂粒進行配料，通過人工撞實方法將鑄型做好后，置于120-130°C爐中硬化20-30分鐘取出，冷卻至室溫。[0008]所述水玻璃采用鈉水玻璃，鈉水玻璃波美度Be 44.0-46.0，模數2.7-2.9，氧化鉀質量百分含量為14.0-17.0%，二氧化硅質量百分含量為28.0-31.0%，其余為水。
[0009]所述蒙脫石的化學式為(Al2，Mg3) Si4O10OH2.ηΗ20,莫來石砂的化學式為3A1203.2Si02，蒙脫石粉粉粒尺寸為3-5微米，莫來石砂粒尺寸為200-250微米。
[0010]步驟3)中合金棒的直徑為10-15mm，長度100_150mm。
[0011]步驟3)中熱態(tài)塑性變形的變形率為10-15%。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明材料中Sm、Nd、Be、Sb可細化晶粒改善材料的塑性提高冷熱加工性能，同時提高材料強度，本發(fā)明合金中添加的Sm、Nd元素，起脫氧、除去低熔點雜質元素作用，提高材料的導電性能。Sb元素還可配合400熱處理，增強沉淀強化的程度。
[0013]與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:該合金制備工藝簡便，過程簡單，生產的合金具有良好的性能，非常便于工業(yè)化生產。采用澆注完成10-20分鐘后，將合金棒從鑄型中取出放入箱式電阻爐中加熱，加熱溫度為110-120°C，保溫20-30分鐘后取出。然后將合金棒進行熱態(tài)塑性變形，熱態(tài)塑性變形溫度在860-890°C，塑性變形的變形率為10-15%。然后在高溫下取出進行淬火。淬火液的溫度為20-35°C。淬火液中各成份重量百分比為硝酸鈉15%，亞硝酸鈉20%， 硝酸鉀20%，食鹽10%，其余水。然后放入加熱爐中，在350-400°C保溫5-7小時，所得產品具有優(yōu)異導電性能、良好的機械性能和細晶形成能力。
[0014]本發(fā)明制備中，沒有大量使用稀貴元素，所取原料成本降低；另外本發(fā)明合金采用快速冷卻、低溫深冷、熱處理和合金化結合的方式，既有效降低合金中的相尺寸，保證化學成分的均勻分布，保證了合金的導電性能，也保證了合金的力學性能。本發(fā)明導電銅合金可以應用于磁電器件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例一制備的材料組織圖。
[0016]由圖1可見，本發(fā)明制備的組織均勻致密。
[0017]【具體實施方式】:
以下各實施例中所用原料均如下:
水玻璃采用鈉水玻璃，波美度Be 44.0-46.0，模數2.7-2.9，氧化鉀質量百分含量為14.0-17.0%，二氧化硅質量百分含量為28.0-31.0%，其余為水。
[0018]蒙脫石的化學式為(Al2，Mg3) Si4O10OH2.ηΗ20,蒙脫石粉粉粒尺寸為3_5微米。
[0019]莫來石砂的化學式為3A1203.2Si02，莫來石砂粒尺寸為200-250微米。
[0020]實施例一:
本發(fā)明磁電器件用導電銅合金，各成分的重量百分含量為:Sm 0.03%, Nd 0.01%, Fe0.01%, Sb 0.04%, Be 0.03%，其余為 Cu。
[0021]本發(fā)明磁電器件用導電銅合金的制備方法，包括以下步驟:
O首先按照上述成分進行配料，原料Sm、Nd、Fe、Sb、Be、Cu以純物質形式加入,純度均大于99.9% ；
2)然后將原料放入石墨坩堝，再將坩堝放入感應爐，然后抽真空，當感應電爐中真空度達到5X 10_2Pa后開始加熱，合金加熱至1280°C后，保溫15分鐘后停止送電和抽真空；待感應爐內壓力達到大氣壓后，將爐門打開，在坩堝表面撒木炭粉，主要目的是在大氣下避免合金液體受到氧化，然后將熔融液態(tài)合金澆入鑄型中；鑄型通過以下方法制作:各成份按重量百分比蒙脫石1%，水玻璃3%，硼酸1%，其余為莫來石砂粒進行配料，通過人工撞實方法將鑄型做好后，置于120°C爐中硬化20分鐘取出，冷卻至室溫；
3)澆注前鑄型先放入充滿液氮的容器，停留15分鐘后取出，取出后在3分鐘內將步驟2)熔融液態(tài)合金澆入鑄型的型腔，得到合金棒；合金棒的直徑為10mm，長度IOOmm ;澆注時型腔內的溫度為-170~-180°C，澆注完成10分鐘后，將合金棒從鑄型中取出放入箱式電阻爐中加熱，加熱至110°C，保溫20分鐘后取出；然后將合金棒進行熱態(tài)塑性變形，熱態(tài)塑性變形溫度在860°C，熱態(tài)塑性變形的變形率為10% ;然后在高溫下取出進行淬火處理，淬火液溫度為20°C，淬火液中各成份重量百分比為硝酸鈉15%，亞硝酸鈉20%，硝酸鉀20%，食鹽10%，其余水；淬火后再放入加熱爐中，在350°C保溫5小時，隨爐冷卻至室溫，即得到磁電器件用導電銅合金。
[0022]實施例二:
本發(fā)明磁電器件用導電銅合金，各成分的重量百分含量為:Sm 0.05%, Nd 0.03%, Fe0.03%, Sb 0.06%, Be 0.06%，其余為 Cu。
[0023]本發(fā)明磁電器件用導電銅合金的制備方法，包括以下步驟:
O首先按照上述成分進行配料，原料Sm、Nd、Fe、Sb、Be、Cu以純物質形式加入,純度均大于99.9% ；
2)然后將原料放入石墨坩堝，再將坩堝放入感應爐，然后抽真空，當感應電爐中真空度達到8X10_2Pa后開始加熱，合金加熱至1310°C后，保溫25分鐘后停止送電和抽真空；待感應爐內壓力達到大氣壓后，將爐門打開，在坩堝表面撒木炭粉，主要目的是在大氣下避免合金液體受到氧化，將熔融液態(tài)合金澆入鑄型中；鑄型通過以下方法制作:各成份按重量百分比蒙脫石3%，水玻璃6%，硼 酸2%，其余為莫來石砂粒進行配料，通過人工撞實方法將鑄型做好后，置于130°C爐中硬化30分鐘取出，冷卻至室溫；
3)澆注前鑄型先放入充滿液氮的容器，停留20分鐘后取出，取出后在5分鐘內將步驟2)熔融液態(tài)合金澆入鑄型的型腔，得到合金棒；合金棒的直徑為15_，長度150_ ;澆注時型腔內的溫度為-170~-180°C，澆注完成20分鐘后，將合金棒從鑄型中取出放入箱式電阻爐中加熱，加熱至120°C，保溫30分鐘后取出；然后將合金棒進行熱態(tài)塑性變形，熱態(tài)塑性變形溫度在890°C，熱態(tài)塑性變形的變形率為15% ;然后在高溫下取出進行淬火處理，淬火液溫度為35°C，淬火液中各成份重量百分比為硝酸鈉15%，亞硝酸鈉20%，硝酸鉀20%，食鹽10%，其余水；淬火后再放入加熱爐中，在400°C保溫7小時，隨爐冷卻至室溫，即得到磁電器件用導電銅合金。
[0024]實施例三:
本發(fā)明磁電器件用導電銅合金，各成分的重量百分含量為:Sm 0.04%, Nd 0.04%, Fe0.02%, Sb 0.05%, Be 0.04%，其余為 Cu。
[0025]本發(fā)明磁電器件用導電銅合金的制備方法，包括以下步驟:
O首先按照上述成分進行配料，原料Sm、Nd、Fe、Sb、Be、Cu以純物質形式加入,純度均大于99.9% ；
2)然后將原料放入石墨坩堝，再將坩堝放入感應爐，然后抽真空，當感應電爐中真空度達到6X10_2Pa后開始加熱，合金加熱至1300°C后，保溫20分鐘后停止送電和抽真空；待感應爐內壓力達到大氣壓后，將爐門打開，在坩堝表面撒木炭粉，主要目的是在大氣下避免合金液體受到氧化，將熔融液態(tài)合金澆入鑄型中；鑄型通過以下方法制作:各成份按重量百分比蒙脫石2%，水玻璃4%，硼酸1.5%，其余為莫來石砂粒進行配料，通過人工撞實方法將鑄型做好后，置于125°C爐中硬化25分鐘取出，冷卻至室溫；
3)澆注前鑄型先放入充滿液氮的容器，停留17分鐘后取出，取出后在4分鐘內將步驟2)熔融液態(tài)合金澆入鑄型的型腔，得到合金棒；合金棒的直徑為12mm，長度130mm ;澆注時型腔內的溫度為-170~-180°C，澆注完成15分鐘后，將合金棒從鑄型中取出放入箱式電阻爐中加熱，加熱至115°C，保溫25分鐘后取出；然后將合金棒進行熱態(tài)塑性變形，熱態(tài)塑性變形溫度在870°C，熱態(tài)塑性變形的變形率為13% ;然后在高溫下取出進行淬火處理，淬火液溫度為30°C，淬火液中各成份重量百分比為硝酸鈉15%，亞硝酸鈉20%，硝酸鉀20%，食鹽10%，其余水；淬火后再放入加熱爐中，在380°C保溫6小時，隨爐冷卻至室溫，即得到磁電器件用導電銅合金。
[0026]實施例四:(成份配比不在本發(fā)明設計方案內)
本發(fā)明磁電器件用導電銅合金，各成分的重量百分含量為:Sm 0.02%, Nd 0.005%, Fe0.005%, Sb 0.03%, Be 0.02%，其余為 Cu。
[0027]本發(fā)明磁電器件用導電銅合金的制備方法步驟同實施例一。
[0028]實施例五:(成份配比不在本發(fā)明設計方案內)
本發(fā)明磁電器件用導電銅合金，各成分的重量百分含量為:Sm 0.06%, Nd 0.04%, Fe
0.04%, Sb 0.07%, Be 0.07%，其余為 Cu。
[0029]本發(fā)明磁電器件用導電銅合金的制備方法步驟同實施例一。
[0030]表一
【權利要求】
1.一種磁電器件用導電銅合金，其特征是:各成分的重量百分含量為:Sm0.03-0.05%, Nd 0.01-0.03%, Fe 0.01-0.03%, Sb 0.04-0.06%, Be 0.03-0.06%，其余為 Cu。
2.權利要求1所述磁電器件用導電銅合金的制備方法，其特征是:包括以下步驟: O首先按照上述成分進行配料，原料Sm、Nd、Fe、Sb、Be、Cu以純物質形式加入,純度均大于99.9% ； 2)然后將原料放入石墨坩堝，再將坩堝放入感應爐，然后抽真空，當感應電爐中真空度達到5~8X KT2Pa后開始加熱，合金加熱至1280-1310°C后，保溫15-25分鐘后停止送電和抽真空；待感應爐內壓力達到大氣壓后，將爐門打開，在坩堝表面撒木炭粉后，將熔融液態(tài)合金澆入鑄型中； 3)澆注前鑄型先放入充滿液氮的容器，停留15-20分鐘后取出，取出后在3-5分鐘內將步驟2)熔融液態(tài)合金澆入鑄型的型腔，得到合金棒；澆注完成10-20分鐘后，將合金棒從鑄型中取出放入箱式電阻爐中加熱，加熱至110-120°C，保溫20-30分鐘后取出；然后將合金棒進行熱態(tài)塑性變形，熱態(tài)塑性變形溫度在860-890°C，然后在高溫下取出進行淬火處理，淬火液溫度為20-35°C，淬火液中各成份重量百分比為硝酸鈉15%，亞硝酸鈉20%，硝酸鉀20%，食鹽10%，其余水；淬火后再放入加熱爐中，在350-400°C保溫5_7小時，隨爐冷卻至室溫，即得到磁電器件用導電銅合金。
3.根據權利要求2所述磁電器件用導電銅合金的制備方法，其特征是:步驟2)中鑄型通過以下方法制作:各成份按重量百分比蒙脫石1_3%，水玻璃3-6%，硼酸1_2%，其余為莫來石砂粒進行配料，通過人工撞實方法將鑄型做好后，置于120-130°C爐中硬化20-30分鐘取出，冷卻至室溫。
4.根據權利要求3所述磁電器件用導電銅合金的制備方法，其特征是:所述水玻璃采用鈉水玻璃，鈉水玻璃波美度Be 44.0-46.0，模數2.7-2.9，氧化鉀質量百分含量為14.0-17.0%，二氧化硅質量百分含量為28.0-31.0%，其余為水。
5.根據權利要求3所述磁電器件用導電銅合金的制備方法，其特征是:所述蒙脫石的化學式為(Al2，Mg3) Si4O10OH2.ηΗ20,莫來石砂的化學式為3A1203.2Si02,蒙脫石粉粉粒尺寸為3-5微米，莫來石砂粒尺寸為200-250微米。
6.根據權利要求2所述磁電器件用導電銅合金的制備方法，其特征是:步驟3)中合金棒的直徑為10-15mm,長度100_150臟。
7.根據權利要求2所述磁電器件用導電銅合金的制備方法，其特征是:步驟3)中熱態(tài)塑性變形的變形率為10-15%。
【文檔編號】C22F1/08GK103773990SQ201410076218
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權日:2014年3月4日
【發(fā)明者】趙浩峰, 王玲, 陶詔靈, 鄭澤昌, 潘子云, 謝艷春, 何曉蕾, 徐小雪, 王賀強, 邱奕婷, 陸陽平, 趙佳玉, 王冰, 宋超 申請人:南京信息工程大學