[发明专利]铁铜合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及铁铜合金材料及其制备方法。本发明公开一种铁铜合金材料以重量％计包含3％至30％的Fe、余量的Cu及不可避免的杂质，所述铁铜合金材料包含铁夹杂物，所述铁夹杂物以面积分数计为8％至20％。

技术领域

本发明涉及一种铁铜合金材料及其制备方法。具体地，本发明涉及一种具有优异的冷加工性而容易加工成板材、线材、棒材等形状的铁铜合金材料及其制备方法。

背景技术

铜和铜合金由于具有高导电率被广泛应用于电气/电子电路，但是因为电气/电子产品的高度集成化和轻量化，也要求铜和铜合金具有较高的加工性、强度及导电率。

广泛用于电气/电子产品的部件如引线框架、连接器的铜合金有黄铜(Brass)、Corson合金(Cu-Ni-Si基合金)、Cu-Ti合金、Cu-Be合金等，但是铁铜合金(Cu-Fe基合金)比其他合金经济，而且具有优异的强度、导电率、电磁波屏蔽性能，因此许多科研机构、高等院校、产业界正在研究铁铜合金。

然而，铁铜合金由于铜和铁两种元素的共晶点和比重的差异，很难铸造出含有3％以上的铁的铁铜合金，而且通过现有大气高频感应熔炼制成的铁铜合金，其铸锭中会形成几百微米以上的铁夹杂物，因此存在冷加工性大大降低问题。

由于这些问题，目前电气/电子产品的部件实际上几乎不使用铁铜合金。

发明内容

技术问题

本发明的一个实施例提供一种具有比通过现有常规大气低温高频感应熔炼制成的铁铜合金材料更优异的冷加工性及机械和电特性的铁铜合金材料及其制备方法。

技术方案

根据本发明的一个实施例的铁铜合金材料以重量％计包含3％至30％的Fe、余量的Cu及不可避免的杂质，所述铁铜合金材料包含铁夹杂物，所述铁夹杂物以面积分数计为8％至20％。

所述铁夹杂物的平均晶粒粒径可为1μm至18μm。

所述铜铁合金材料还可包含小于或等于0.5％(0％除外)的Mn、小于或等于0.3％(0％除外)的Zr、小于或等于2.0％(0％除外)的Si中的至少一种。

所述铁夹杂物可为Fe-Mn基化合物、Fe-Zr基化合物及Fe-Si基化合物中的至少一种。

所述铜铁合金材料的拉伸强度可为400MPa至750MPa，导电率可为15％至50％IACS。

根据本发明的一个实施例的铁铜合金材料制备方法包含以下步骤：在高于1400℃的温度下使合金熔化后进行铸造，所述合金以重量％计包含3％至30％的Fe、余量的Cu及不可避免的杂质；对所铸造的合金进行热处理；以及对所述热处理后的合金进行冷加工。

所述合金还可包含小于或等于0.5％(0％除外)的Mn、小于或等于0.3％(0％除外)的Zr、小于或等于2.0％(0％除外)的Si中的至少一种。

在所述铸造步骤中，可通过高频感应熔炼或真空熔炼使合金熔化。

在所述热处理步骤中，可在400℃至450℃下热处理2小时至24小时。

在所述冷加工步骤中，可按照大于或等于10％的断面收缩率进行冷加工。

在所述冷加工步骤中，可通过选自轧制、拉拔、锻造中的一种方法进行塑性加工。

发明效果

根据本发明的一个实施例的铁铜合金材料，其拉伸强度可为400MPa至750MPa，导电率可为15％至50％IACS。

在冷加工中，即使断面收缩率大于10％也不会发生龟裂，因此可期待优异的冷加工性。

附图说明