CN1327017C - 一种弹性导电合金的制备方法 - Google Patents
一种弹性导电合金的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1327017C CN1327017C CNB2004100530714A CN200410053071A CN1327017C CN 1327017 C CN1327017 C CN 1327017C CN B2004100530714 A CNB2004100530714 A CN B2004100530714A CN 200410053071 A CN200410053071 A CN 200410053071A CN 1327017 C CN1327017 C CN 1327017C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- preparing method
- reaction
- injection moulding
- drop
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
本发明为一种新型弹性导电合金及其制备方法。合金由Cu、Ni、Sn和稀土Y按适当配比组成,其制备方法包括熔炼母合金,喷射沉积坯料,轧制变形和时效等步骤。本发明合金除具有高的强度、硬度、弹性、可焊性、可镀性等优点外,还具有优良的抗热应力松驰性能、好的导电稳定性及优良的工艺性能,可以用在电子工业中替代铍青铜用于制造各精密仪器、仪表的弹性元件,因而具有广阔的研究和市场应用前景。
Description
技术领域
本发明属于金属材料技术领域,特别涉及一种新型弹性导电合金Cu-Ni-Sn-Y合金及其制备方法。
背景技术
传统的弹性导电合金为铍青铜材料,常用的生产工艺为真空冶炼,辅之以固溶、变形和时效等后续工艺,最终得到性能较好的产品。但是铍为剧毒元素,对材料的应用有一定的影响。后续开发的真空冶炼Cu-Ni-Sn合金,由于的合金中的Sn含量过高,会产生严重的成分偏析,需要长时间的固溶处理使成分均匀,增加了工艺成本,也会影响材料的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有优良的弹性导电性能和较低的生产成本的新型Cu-Ni-Sn-Y弹性导电合金及其制备方法,以替代目前广泛使用的铍青铜材料、争取出口和国内产品升级换代。
本发明的技术方案是:首先确定母合金的成分,然后用喷射成形设备制备成分均匀的合金坯料,最后对所得的合金坯料进行变形和时效,从而得到一种新型Cu-Ni-Sn-Y弹性导电合金。
本发明的新型Cu-Ni-Sn-Y弹性导电合金突破了原有Cu-Ni-Sn导电合金在合金成分上的限制,开发出了新的合金系,简化了生产工艺,在很大程度上降低了材料的生产成本。由于成分的变化,导致材料的制备工艺以及材料弹性导电合金的性能发生了变化。为扩大Cu-Ni-Sn-Y弹性导电合金的应用范围及代替铍青铜合金打下了坚实的基础。
本发明提出的新型弹性导电合金,组分的质量百分比如下:Ni∶6~15%、Sn∶4~8%、Y∶0.05~4%,其余为Cu。
随Ni、Sn含量的增加,合金的抗拉强度、硬度均提高,但是合金导电性下降。当Ni、Sn含量超过一定值以后,不仅合金的导电率下降,而且强度、硬度都下降。在Sn含量一定时,随Ni含量的增加,合金的脆化程度减弱,一般说来,Ni通过固溶强化基体,对相的转变不发生影响,而Sn的含量如前所述会直接影响Spinodal分解的进行。微量元素的加入也会对Cu-Ni-Sn合金产生影响。如在Cul5Ni8Sn合金中加入少量Mn,可增加时效硬化效果,减缓a+γ不连续析出物的形成与发展,同时抑制晶界反应和晶粒粗化,改善合金的耐蚀性能。铜合金中加入稀土Y,提高了导电性和机械强度。
本发明的弹性导电合金制备工艺包括熔炼母合金、喷射沉积坯料、轧制变形、时效等步骤。
本发明采用喷射成形技术。喷射成型装置如图1所示。在喷射成形Cu-Ni-Sn-Y合金中,由于一方面高压高速气流与熔体强烈的对流换热而使金属喷射沉积材料凝固时获得很高的冷却速度,另一方面在高速气流的带动下,雾化液滴在沉积时刻的速度高达50~100m/s,在半固态雾化液滴高速撞击基板或沉积体表面时,其冲击动能产生足够大的剪切应力和剪切速度,将深过冷雾化液滴中的枝晶打碎,形成非枝晶的组织,试样的晶粒也大为细化。将Cu-Ni-Sn-Y合金在中频感应炉中重熔,经过导液管引入雾化室内,利用雾化气体将合金液流被雾化为细小液滴,液滴随后沉积于旋转铜基板上,得到合金沉积坯,最后经变形和时效得到弹性导电合金薄片。
具体操作如下:在真空中频感应炉冶炼Cu-Ni-Sn-Y金属锭,作为喷射成形母合金;在氮气保护下利用感应加热熔化成金属液体,然后在喷射成形设备喷射沉积成坯料,熔液过热度约140-160℃;雾化气体采用氮气,初始设定压力为1.8MPa,合金液流被雾化为细小液滴,液滴随后沉积于一距雾化器约350-370mm的旋转铜基板上,基板旋转速度为6-10rpm,气体/熔液流量比约为0.4-0.6m3/kg;再把坯料在850℃~950℃进行固溶处理2-5分钟,随后经80~95%变形量冷轧成薄带,最后在350℃~450℃时时效30min~60min,冲压成弹簧片。
本发明合金除具有高的强度、硬度、弹性、可焊性、可镀性等优点外,还具有优良的抗热应力松驰性能、好的导电稳定性及优良的工艺性能,可以用在电子工业中替代铍青铜用于制造各精密仪器、仪表的弹性元件,因而具有广阔的研究和市场应用前景。
附图说明
图1为喷射成型装置结构图示。
具体实施方式
实施例1:喷射成形Cu-6Ni-4Sn-0.05Y合金的制备及其弹簧片。Cu-6Ni-4Sn-0.05Y合金的制备工艺如前所述。熔液过热度约150℃,导液管的内径为φ4m;雾化气体采用氮气,初始设定压力为1.8MPa;合金液流被雾化为细小液滴,液滴随后沉积于一距雾化器约360mm的旋转铜基板上,基板旋转速度为8rpm,气体/溶液流量比约为0.5m3/kg。沉积坯经800℃×3min固溶水淬,90%变形量冷轧,350℃下1h时效后压制成弹簧片。
实施例2:喷射成形Cu-9Ni-6Sn-0.5Y合金的制备及其弹簧片。Cu-9Ni-6Sn-0.5Y合金的制备工艺如前所述。熔液过热度约140℃,导液管的内径为φ4mm;雾化气体采用氮气,初始设定压力为1.8MPa;合金液流被雾化为细小液滴,液滴随后沉积于一距雾化器约350mm的旋转铜基板上,基板旋转速度为8rpm,气体/溶液流量比约为0.4m3/kg。沉积坯经850℃×3min固溶水淬,90%变形量冷轧,400℃下1h时效后压制成弹簧片。
实施例3:喷射成形Cu-15Ni-8Sn-3.5Y合金的制备及其弹簧片。Cu-15Ni-8Sn-3.5Y合金的制备工艺如前所述。熔液过热度约150℃,导液管的内径为φ4mm;雾化气体采用氮气,初始设定压力为1.8MPa;合金液流被雾化为细小液滴,液滴随后沉积于一距雾化器约370mm的旋转铜基板上,基板旋转速度为8rpm,气体/溶液流量比约为0.6m3/kg。沉积坯经900℃×3min固溶水淬,90%变形量冷轧,450℃下1h时效后压制成弹簧片。
Claims (1)
1、一种弹性导电合金的制备方法,其特征在于该合金各组分的质量百分比为:
Ni:6~15%,
Sn:4~8%,
Y:0.05~4%,
其余为Cu;具体步骤如下:在真空中频感应炉冶炼Cu-Ni-Sn-Y金属锭,作为喷射成形母合金;在氮气保护下利用感应加热熔化成金属液体,然后在喷射成形设备喷射沉积成坯料,熔液过热度为140-160℃;雾化气体采用氮气,初始设定压力为1.8MPa,合金液流被雾化为细小液滴,液滴随后沉积于一距雾化器为350-370mm的旋转铜基板上,基板旋转速度为6-10rpm,气体/熔液流量比为0.4-0.6m3/kg;再把坯料在850℃~950℃进行固溶处理2-5分钟,随后经80~95%变形量冷轧成薄带,最后在350℃~450℃时时效30min~60min,冲压成弹簧片。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2004100530714A CN1327017C (zh) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | 一种弹性导电合金的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2004100530714A CN1327017C (zh) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | 一种弹性导电合金的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1587427A CN1587427A (zh) | 2005-03-02 |
CN1327017C true CN1327017C (zh) | 2007-07-18 |
Family
ID=34602733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2004100530714A Expired - Fee Related CN1327017C (zh) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | 一种弹性导电合金的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1327017C (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101456122B (zh) * | 2008-12-15 | 2013-05-01 | 同济大学 | 高导电率高硅铝基合金及其制备方法 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102229606B1 (ko) * | 2013-03-14 | 2021-03-19 | 마테리온 코포레이션 | 초고강도 구리-니켈-주석계 합금 |
CN103643362A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-19 | 上林海润丝业有限公司 | 一种丝线断丝检测装置 |
CN105256171B (zh) * | 2015-10-30 | 2017-06-30 | 中南大学 | 一种铜镍锡合金棒材及其制备方法 |
CN109207793A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-15 | 扬州丰铜业有限公司 | 一种镍铜合金材料及其制备工艺 |
CN109536752A (zh) * | 2018-12-08 | 2019-03-29 | 雷纳德流体智能科技江苏股份有限公司 | 一种铜合金的生产方法 |
CN110066942B (zh) * | 2019-04-28 | 2020-12-29 | 中南大学 | 一种超高强高韧高导电铜镍锡合金及其制备方法 |
CN112439884A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-05 | 昆明理工大学 | 一种多喷嘴沉积轧制制备高性能板带材的方法及装置 |
CN114645155B (zh) * | 2022-03-23 | 2023-01-13 | 浙江惟精新材料股份有限公司 | 一种高强度铜合金及其制备方法 |
CN115747563B (zh) * | 2022-11-23 | 2023-12-19 | 河南科技大学 | 一种海洋工程用Cu-15Ni-8Sn基合金及其制备方法 |
CN116287857A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-06-23 | 昆明理工大学 | 一种高弹性高强度高导电Cu-Ni-Sn合金及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4749548A (en) * | 1985-09-13 | 1988-06-07 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Copper alloy lead material for use in semiconductor device |
JPS63145734A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-06-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電子機器用銅合金とその製造法 |
JPS6425929A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-27 | Furukawa Electric Co Ltd | Copper alloy for electronic equipment |
JPH01198440A (ja) * | 1988-02-01 | 1989-08-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 高力電気電子機器用銅合金 |
CN1025794C (zh) * | 1991-08-08 | 1994-08-31 | 中国有色金属工业总公司昆明贵金属研究所 | 高强度弹性材料铜基合金 |
JPH0784631B2 (ja) * | 1986-10-23 | 1995-09-13 | 古河電気工業株式会社 | 電子機器用銅合金 |
US6379478B1 (en) * | 1998-08-21 | 2002-04-30 | The Miller Company | Copper based alloy featuring precipitation hardening and solid-solution hardening |
-
2004
- 2004-07-22 CN CNB2004100530714A patent/CN1327017C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4749548A (en) * | 1985-09-13 | 1988-06-07 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Copper alloy lead material for use in semiconductor device |
JPS63145734A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-06-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電子機器用銅合金とその製造法 |
JPH0784631B2 (ja) * | 1986-10-23 | 1995-09-13 | 古河電気工業株式会社 | 電子機器用銅合金 |
JPS6425929A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-27 | Furukawa Electric Co Ltd | Copper alloy for electronic equipment |
JPH01198440A (ja) * | 1988-02-01 | 1989-08-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 高力電気電子機器用銅合金 |
CN1025794C (zh) * | 1991-08-08 | 1994-08-31 | 中国有色金属工业总公司昆明贵金属研究所 | 高强度弹性材料铜基合金 |
US6379478B1 (en) * | 1998-08-21 | 2002-04-30 | The Miller Company | Copper based alloy featuring precipitation hardening and solid-solution hardening |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
Cu-15Ni-8Sn导电弹性材料的研究现状与进展 王艳辉 等,材料导报,第17卷第3期 2003 * |
Cu-15Ni-8Sn导电弹性材料的研究现状与进展 王艳辉 等,材料导报,第17卷第3期 2003;高弹性导电合金Cu-Ni-Sn的研究现状 郑史烈 等,材料科学与工程,第15卷第3期 1997;金属喷射成形的进展 张永昌,粉末冶金工业,第11卷第6期 2001;喷射成形Cu-15Ni-8Sn合金的显微组织与性能 乐海荣 等,上海钢研,第5期 1997;稀土对铜及铜合金性能的影响 庄虹 刘勇健,有色金属,第47卷第2期 1995 * |
喷射成形Cu-15Ni-8Sn合金的显微组织与性能 乐海荣 等,上海钢研,第5期 1997 * |
稀土对铜及铜合金性能的影响 庄虹 刘勇健,有色金属,第47卷第2期 1995 * |
金属喷射成形的进展 张永昌,粉末冶金工业,第11卷第6期 2001 * |
高弹性导电合金Cu-Ni-Sn的研究现状 郑史烈 等,材料科学与工程,第15卷第3期 1997 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101456122B (zh) * | 2008-12-15 | 2013-05-01 | 同济大学 | 高导电率高硅铝基合金及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1587427A (zh) | 2005-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1327017C (zh) | 一种弹性导电合金的制备方法 | |
CN105609155B (zh) | 一种高导电率硬铝导线单丝及其制备方法 | |
CN111534710B (zh) | 一种含有Cr2Nb相的高强高导耐高温铜合金的制备方法 | |
CN109112346A (zh) | 一种增材制造用铜合金粉末的制备方法 | |
CN104561878A (zh) | 一种喷涂用高熵合金粉末及其制备方法、复合材料及其制备方法 | |
CN105506474A (zh) | 一种碳化物增强型因瓦合金线材及其制备方法 | |
CN108220662A (zh) | 一种碳微合金化Cu-Fe系材料及制备方法 | |
CN103866223A (zh) | 一种新型韧性颗粒强化的铁基非晶基复合涂层 | |
CN101710505A (zh) | 一种铜镁合金接触线的制备方法 | |
JP7019230B2 (ja) | 高硬度・高導電性Cu-Ag-Sc合金及びその製造方法 | |
CN109576516B (zh) | 一种电磁波屏蔽用铜铁合金板线材短流程的制备方法 | |
CN109371338A (zh) | 一种b2相增韧非晶复合材料及其制备方法 | |
CN101709401B (zh) | 硼、银、稀土元素添加Cu-Cr原位复合材料及其制备方法 | |
CN109234599A (zh) | 一种高性能钨合金棒及其制备方法 | |
CN104911408B (zh) | 一种硬铝导线单丝及其制备方法 | |
CN106967896B (zh) | 一种高强度高导电率铜合金线材及其制备工艺 | |
CN105385966B (zh) | 一种铝基非晶态合金及其制备方法和应用 | |
CN101456122B (zh) | 高导电率高硅铝基合金及其制备方法 | |
CN106399751A (zh) | 一种高强高导铜合金的制备方法 | |
CN107630150B (zh) | 一种时效增强型CuNiSi合金的制备方法 | |
CN109338152A (zh) | 3d打印铜合金粉末及其雾化制备方法 | |
CN111304490B (zh) | 一种CuMn7Sn3合金的制备方法及其应用 | |
CN106756207B (zh) | 一种高强高导形变Cu-Cr-Ag原位复合材料的短流程制备方法 | |
US20160180994A1 (en) | Method of manufacturing soft magnetic material | |
CN100360703C (zh) | 一种棒材等离子喷涂制备铁基非晶态合金的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070718 Termination date: 20130722 |