專利名稱：銅及銅合金高低溫復合降阻處理方法
技術領域：
本發明涉及降阻處理方法，更加具體地說，涉及一種銅及銅合金的高低溫復合降阻處理方法。
背景技術：
熱處理是將金屬材料放在一定的介質內加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或內部的金相組織結構，來控制其性能的一種金屬熱加工工藝。金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。鋁、銅、鎂、鈦等及其合金都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。
深冷處理(Cryogenic treatment)又稱超低溫處,是常規冷處理的延伸，指以液氮為冷卻介質，對材料在_130°C以下進行處理的一種工藝方法。一般認為它是常規冷處理的延伸。現有的研究和生產實踐結果表明，深冷處理在基于不改變現有材料成分的基礎上，通過合理的處理工藝不僅可顯著提高黑色金屬、有色金屬、金屬合金、碳化物、塑料(包括尼龍、泰弗龍)以及硅酸鹽等各種材料的力學性能和使用壽命，還能穩定材料尺寸，改善組織均勻性，減小變形，且操作簡單、不破壞工件、無污染、成本低等特點被廣泛應用于機械制造行業。銅由于其具有較高的電阻率、化學穩定性強、抗張強度大、易熔接、優良的抗蝕性、可塑性和延展性等諸多優點，被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域。但是在冶金軋制過程中存在一些缺陷如氣孔，裂紋位錯，晶格畸變等，增加了電阻，從而嚴重影響銅及其合金的導電性能。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種銅及銅合金的高低溫復合降阻處理方法。銅及銅合金高低溫復合降阻處理方法與工藝，是指深冷處理和之后的熱處理以及熱處理和之后的深冷處理，銅及銅合金深冷處理方法是通過細化晶粒，改善晶粒均勻性，并使銅合金中的α、β相等分布更均勻，以此提高材料的導電性能；銅及銅合金熱處理方法是通過固溶和時效實現降阻的目的。本發明針對銅及銅合金的物理特性，通過增大溫度控制范圍，精細化調控組織，使銅材料微觀結構均勻一致，達到減少輸送電子散射，實現降低電阻的目的。在高低溫復合實現降阻的過程中，包括熱處理和深冷處理，其中所述熱處理工藝熱處理溫度為40(T650°C，溫控誤差為±2°C ±10°C，時間為2 4小時。所述深冷處理工藝深冷溫度為-190°C'150°C，溫控誤差為±2°〇 ±101，深冷時間為4、小時。在具體實施時，可在以下兩種模式中進行選擇(I) “冷熱冷熱”的循環處理模式，即首先將銅及銅合金進行深冷處理，深冷后在空氣中自然升溫至室溫(即2(T25°C)，然后將深冷處理后升至室溫的試樣進行升溫熱處理，熱處理后在空氣中自然降溫至室溫(即2(T25°C)，再順序進行深冷和熱處理，如此循環；(2) “熱冷熱冷”的循環處理模式，即首先將銅及銅合金進行熱處理，熱處理后在空氣中自然降溫至室溫(即2(T25°C)，然后將熱處理后降至室溫的試樣進行深冷處理，深冷后在空氣中自然升溫至室溫(即2(T25°C)，再順序進行熱處理和深冷，如此循環。所述熱處理時的升溫速度為5-20°C /min。所述深冷處理時的降溫速度為5 10°C /min。本發明的方法在保持材料的原始成分和尺寸基礎上，通過調整微觀組織結構，使銅合金的導電性能得到提高。該方法簡單，工藝易于操控，適合于工業化的推廣和使用。
具體實施例方式下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術方案。銅及銅合金的高低溫復合處理工藝中深冷處理是利用中國科學院理化技術研究所研制的SLX型深冷處理系統進行的，深冷系統由深冷箱、控制箱、液氮罐、液氮泵及真空輸液管、計算機及控制軟件組成。工作時，將工件置入深冷箱內，在計算機或控制箱上編制工藝程序后，系統自動運行，程序運行結束后系統自動停止。整個運行無需人工干預，操作方便，使用可靠。該系統溫度控制范圍_196°C 室溫；控溫精度±2°C，溫度平衡后O. 5h ；降溫速率0. f 10°C/min (非標可達40°C/min)。銅及銅合金的高低溫復合處理工藝中熱處理是利用天津市中環實驗電爐有限公司生產的SX節能箱式電爐。電阻儀器為北京海淀三鑫測控新技術公司生產的TG感性負載直阻速測歐姆計。實施例1鉻鋯銅合金高低溫復合處理鉻錯銅合金為帶孔洞的圓柱形試樣，尺寸為23_Χ Φ 12. 65mm,所用合金元素成分如下表所示
權利要求
1.銅及銅合金高低溫復合降阻處理方法，其特征在于，包括熱處理和深冷處理，其中 所述熱處理工藝熱處理溫度為40(T65(TC，溫控誤差為±2°C ±10°C，時間為2 4小時； 所述深冷處理工藝深冷溫度為_190°C _150°C，溫控誤差為±2°C ±10°C，深冷時間為 4^8小時。
2.根據權利要求1所述的銅及銅合金高低溫復合降阻處理方法，其特征在于，所述熱處理時的升溫速度為5 — 20°C /min ;所述深冷處理時的降溫速度為5 10°C /min。
3.根據權利要求1或者2所述的銅及銅合金高低溫復合降阻處理方法，其特征在于， 在具體實施時，選擇“冷熱冷熱”的循環處理模式，即首先將銅及銅合金進行深冷處理，深冷后在空氣中自然升溫至室溫(即20—25°C)，然后將深冷處理后升至室溫的試樣進行升溫熱處理，熱處理后在空氣中自然降溫至室溫(即20—25°C)，再順序進行深冷和熱處理，如此循環。
4.根據權利要求1或者2所述的銅及銅合金高低溫復合降阻處理方法，其特征在于，在具體實施時，選擇“熱冷熱冷”的循環處理模式，即首先將銅及銅合金進行熱處理，熱處理后在空氣中自然降溫至室溫(即20-25°C)，然后將熱處理后降至室溫的試樣進行深冷處理，深冷后在空氣中自然升溫至室溫(即20— 25°C)，再順序進行熱處理和深冷處理，如此循環。
5.根據權利要求1所述的銅及銅合金高低溫復合降阻處理方法，其特征在于，所述銅合金為鉻錯銅合金、鈹銅合金。
6.根據權利要求5所述的銅及銅合金高低溫復合降阻處理方法，其特征在于，所述鈹銅合金為 Cu-2Be-0. 3Ni。
7.根據權利要求5所述的銅及銅合金高低溫復合降阻處理方法，其特征在于，所述鉻鋯銅合金的元素質量百分含量為=Zr O. 05 O. 25wt%，Cr O. 5 1. 5wt%，Fe ( O. 05wt%，其余 ^ O. 005wt%，其余為 Cu。
全文摘要
本發明公開了銅及銅合金的高低溫復合降阻處理方法，包括熱處理和冷處理，熱處理方法是通過固溶和時效實現降阻的目的，冷處理方法是通過細化晶粒，改善均勻性，使銅合金中的α、β相等分布更均勻，使材料的導電性能提高。本發明的方法在保持材料的原始成分和尺寸基礎上，通過調整微觀組織結構，使銅合金的導電性能得到提高。該方法簡單，工藝易于操控，適合于工業化的推廣和使用。
文檔編號C22F1/08GK102994920SQ201210486430
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月26日 優先權日2012年11月26日
發明者羅震, 蔣俊亮, 李洋, 孟繁亮, 任吉剛 申請人:天津大學