[发明专利]一种铜铁合金线材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铜铁合金线材，其特征在于：该铜铁合金的质量百分组成为5.0～20.0wt％的Fe，余量为Cu和不可避免杂质；所述铜铁合金的微观组织中含有沿加工方向的纤维状富Fe相，所述纤维状富Fe相占富Fe相总面积含量的80％以上。本发明铜铁合金的微观组织中纤维状富Fe相占富Fe相总面积含量的90％以上，该纤维状富Fe相有利于材料强度和导电的均衡，且铜铁合金头尾铁含量偏差≤3％。

技术领域

本发明属于铜合金技术领域，具体涉及一种铜铁合金线材的制备方法。

背景技术

铜铁合金性能优良，具有优异的导电性、耐磨性、电磁屏蔽性、抗高温软化和应力松弛等特性，是一款高强高导电磁兼容铜合金。此外，铜铁合金具有较好的可加工性能，可以根据需要加工成棒材、线材、管材、带材和箔材等，在电子产品、半导体制造、汽车零部件、医疗器械等产业领域的应用前景广阔。

但是铜和铁的熔点和密度相差大，且1094℃包晶温度下，铁在铜中的固溶度只有4％，随着铁含量的增加，熔炼过程中容易产生偏析，析出的铁相粗大，难以制备成分和组织均匀的高铁含量的铜铁合金。而且粗大的铁相塑性较差，在加工过程中难以随铜基体共同发生形变，容易出现拉拔断线、轧制开裂等现象，极大的限制了铜铁合金的应用。

为了解决铜铁合金铁相偏析和粗大造成的加工断线问题，现有铜铁合金的工艺流程为半连续铸坯需要热挤压后反复中间退火和拉拔或者连续铸造的铸坯反复中间退火和拉拔的方式实现铜铁合金线材的加工，导致铜铁合金线材的加工工艺流程长、成本高。

如专利号为CN202010688379.5的中国专利《一种高强高导铜铁合金及其制备方法》，所述铜铁合金材料按重量百分含量计，该合金化学成分包括：5.0～15.0wt％Fe、0.0125～0.12wt％C、0.05～0.30wt％Mo、0.01～1.00wt％La或/和Ce，余量为Cu和不可避免的杂质。该专利铜铁合金中加入了特定比例的C、Mo，在提高基体强度的同时不降低导电率，该铜铁合金的抗拉强度600～900MPa，导电率50～70％IACS。该发明的工艺流程为：Fe-C-Mo中间合金制备→铜铁合金熔铸→挤压→酸洗→拉拔，采用半连续铸造。该工艺下生产的铜铁合金抗拉强度较高，但是半连续铸造和挤压的生产工艺需要经过铣面和热加工，金属损耗大、能耗高。而且该专利中提到此种方法制备的铜铁合金的成分偏析十分严重，铸锭头部和尾部的铁含量浓度偏差在5～10％，造成产品性能的不稳定。

另有专利号为CN201910510053.0的中国专利《一种铜铁合金材料电磁屏蔽线及其制造方法》，所述铜铁合金材料按重量百分含量计，该合金化学成分中包括：Fe为5％～10％，Cu为余量。该制备方法包括以下步骤：配料→熔炼→上引连续铸造→拉拔及中间反复高温退火→保温→多道拉丝→编织成网。但是其熔炼过程需充氩气保护，且拉拔过程需多次高温退火。如该专利提到从Φ20mm上引毛坯到Φ2mm线材，中间需经3次550℃退火2h，铸造和加工成本较高，流程长。

因此，针对现有的铜铁合金的制备工艺流程需要进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种铁相分布均匀满足大加工率加工而不断线的铜铁合金线材。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种铜铁合金线材，其特征在于：该铜铁合金的质量百分组成为5.0～20.0wt％的Fe，余量为Cu和不可避免的杂质；所述铜铁合金的微观组织中含有长度沿加工方向的纤维状富Fe相，所述纤维状富Fe相占富Fe相总面积含量的90％以上。控制90％以上的富Fe相呈纤维状，大大提高了铜铁合金线材沿加工方向的抗拉强度，且纤维状富铁相的长度沿加工方向，有利于铜铁合金整体导电性能的提升。

作为优选，所述纤维状富Fe相沿轴向的平均长度≥100μm，沿径向的平均宽度≤1μm。