高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的制備方法

隨工業(yè)領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅芤蟮牟粩嗵岣?，高?qiáng)度，高導(dǎo)電性能的銅合金材料的研究和開(kāi)發(fā)越來(lái)越引起人們重視。高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金作為一種綜合性能優(yōu)良的結(jié)構(gòu)功能材料，被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路引線框架、電氣工程開(kāi)關(guān)觸橋、連鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)襯、高脈沖磁場(chǎng)導(dǎo)體、大功率異步牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和電氣化鐵路接觸導(dǎo)線等。而隨著電子電氣工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)銅合金的高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性能提出了更高要求。

相關(guān)研究表明，銅合金的高強(qiáng)度和高導(dǎo)電率存在著矛盾的關(guān)系。因而目前制備高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的方法都是在一定程度上以犧牲導(dǎo)電率的方式來(lái)提高力學(xué)性能，無(wú)法真正達(dá)到兩者兼顧的結(jié)果。

高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的制備方法

1.銅基原位復(fù)合材料法

銅基原位復(fù)合材料的制備過(guò)程包括制坯、預(yù)變形、最終變形3個(gè)主要階段。但是原位復(fù)合材料法制備高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的加工工藝十分煩瑣，而且經(jīng)原位復(fù)合拉拔后銅合金的導(dǎo)電性能下降較大，只有經(jīng)后續(xù)時(shí)效處理后，其導(dǎo)電率才能有所回復(fù)。

2.高密度孿晶強(qiáng)化法

利用直流磁控濺射技術(shù)制備的多層納米晶銅膜，具有較高的孿晶比例，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到了690MPa。但這些制備高強(qiáng)高導(dǎo)銅的方法仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段，離商業(yè)化生產(chǎn)還有較遠(yuǎn)的距離。

3.快速凝固法

開(kāi)發(fā)高性能銅合金中已采用的快速凝固方法有：旋鑄法、超聲氣體霧化法和噴射成型法，分別用于制取快速凝固條帶、粉末和塊錠材。但快速凝固法制備高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金在工業(yè)應(yīng)用上仍存在一些困難，如受仍冷卻速度的影響，快速凝固法還不能制備大鑄錠合金，而且對(duì)高溫坩堝材料及工藝參數(shù)的選擇較為敏感。

4.Conform+冷加工法

Conform連續(xù)擠壓工藝的開(kāi)發(fā)使擠壓生產(chǎn)真正實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化加工，因而獲得了廣泛應(yīng)用。但合金經(jīng)冷加工后，其晶體內(nèi)部的缺陷密度急劇增加，導(dǎo)致合金強(qiáng)度提高的同時(shí)損害了合金導(dǎo)電性能。

5.大塑性變形法

目前等徑角擠壓法(equalchannelangularpressing，ECAP)已成為制備超細(xì)晶材料的有效方法之一。一方面是由于ECAP制備的超細(xì)晶材料表現(xiàn)出一系列獨(dú)特的機(jī)械性能和物理性能；另一方面是由于ECAP加工可有效消除材料中的孔隙，制備出致密的三維大尺寸超細(xì)晶材料。而且ECAP加工工藝簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，具有很高的商業(yè)化應(yīng)用前景。