[发明专利]铜及铜合金高低温复合降阻处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及降阻处理方法，更加具体地说，涉及一种铜及铜合金的高低温复合降阻处理方法。

背景技术

热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构，来控制其性能的一种金属热加工工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。铝、铜、镁、钛等及其合金都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

深冷处理(Cryogenic treatment)又称超低温处，是常规冷处理的延伸，指以液氮为冷却介质，对材料在-130℃以下进行处理的一种工艺方法。一般认为它是常规冷处理的延伸。现有的研究和生产实践结果表明，深冷处理在基于不改变现有材料成分的基础上，通过合理的处理工艺不仅可显著提高黑色金属、有色金属、金属合金、碳化物、塑料(包括尼龙、泰弗龙)以及硅酸盐等各种材料的力学性能和使用寿命，还能稳定材料尺寸，改善组织均匀性，减小变形，且操作简单、不破坏工件、无污染、成本低等特点被广泛应用于机械制造行业。

铜由于其具有较高的电阻率、化学稳定性强、抗张强度大、易熔接、优良的抗蚀性、可塑性和延展性等诸多优点，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。但是在冶金轧制过程中存在一些缺陷如气孔，裂纹位错，晶格畸变等，增加了电阻，从而严重影响铜及其合金的导电性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种铜及铜合金的高低温复合降阻处理方法。

铜及铜合金高低温复合降阻处理方法与工艺，是指深冷处理和之后的热处理以及热处理和之后的深冷处理，铜及铜合金深冷处理方法是通过细化晶粒，改善晶粒均匀性，并使铜合金中的α、β相等分布更均匀，以此提高材料的导电性能；铜及铜合金热处理方法是通过固溶和时效实现降阻的目的。本发明针对铜及铜合金的物理特性，通过增大温度控制范围，精细化调控组织，使铜材料微观结构均匀一致，达到减少输送电子散射，实现降低电阻的目的。

在高低温复合实现降阻的过程中，包括热处理和深冷处理，其中：

所述热处理工艺：热处理温度为400~650℃，温控误差为±2℃~±10℃，时间为2~4小时。

所述深冷处理工艺：深冷温度为-190℃~-150℃，温控误差为±2℃~±10℃，深冷时间为4~8小时。

在具体实施时，可在以下两种模式中进行选择（1）“冷热冷热”的循环处理模式，即首先将铜及铜合金进行深冷处理，深冷后在空气中自然升温至室温（即20~25℃），然后将深冷处理后升至室温的试样进行升温热处理，热处理后在空气中自然降温至室温（即20~25℃），再顺序进行深冷和热处理，如此循环；（2）“热冷热冷”的循环处理模式，即首先将铜及铜合金进行热处理，热处理后在空气中自然降温至室温（即20~25℃），然后将热处理后降至室温的试样进行深冷处理，深冷后在空气中自然升温至室温（即20~25℃），再顺序进行热处理和深冷，如此循环。

所述热处理时的升温速度为5-20℃/min。

所述深冷处理时的降温速度为5~10℃/min。

本发明的方法在保持材料的原始成分和尺寸基础上，通过调整微观组织结构，使铜合金的导电性能得到提高。该方法简单，工艺易于操控，适合于工业化的推广和使用。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

铜及铜合金的高低温复合处理工艺中深冷处理是利用中国科学院理化技术研究所研制的SLX型深冷处理系统进行的，深冷系统由深冷箱、控制箱、液氮罐、液氮泵及真空输液管、计算机及控制软件组成。工作时，将工件置入深冷箱内，在计算机或控制箱上编制工艺程序后，系统自动运行，程序运行结束后系统自动停止。整个运行无需人工干预，操作方便，使用可靠。该系统温度控制范围：-196℃~室温；控温精度：±2℃，温度平衡后0.5h；降温速率：0.1~10℃/min（非标可达40℃/min）。铜及铜合金的高低温复合处理工艺中热处理是利用天津市中环实验电炉有限公司生产的SX节能箱式电炉。电阻仪器为北京海淀三鑫测控新技术公司生产的TG感性负载直阻速测欧姆计。

实施例1 铬锆铜合金高低温复合处理