本發(fā)明屬于銅合金材料，具體涉及一種稀土銅合金材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、銅合金不僅是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)材料，而且還是眾多高新技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，被廣泛應(yīng)用于電子通訊產(chǎn)業(yè)、汽車工業(yè)以及航空航天等應(yīng)用領(lǐng)域。近年來，隨著半導(dǎo)體和通訊行業(yè)的快速發(fā)展，終端設(shè)備在性能方面大幅度提高，且內(nèi)部零件體積不斷縮小、集成度不斷增加，隨之而來的散熱問題成為了制約其發(fā)展的主要因素之一，散熱效率不足的情況下，容易使得設(shè)備工作時熱量累積，溫度過高對設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大影響。因此在通訊終端設(shè)備制造領(lǐng)域，所需要散熱材料應(yīng)具備更高的導(dǎo)熱性、抗拉強(qiáng)度和軟化溫度，但現(xiàn)有的銅合金的導(dǎo)熱性、抗拉強(qiáng)度和軟化溫度依然有待提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)銅合金的導(dǎo)熱性、抗拉強(qiáng)度和軟化溫度提高有限的缺陷，從而提供一種稀土銅合金材料及其制備方法和應(yīng)用。

2、本發(fā)明提供一種稀土銅合金材料，按質(zhì)量百分比計，其組分包括：fe：1％-2％，p：0.1％-1％，稀土元素：0.1％-1％，余量為cu；

3、所述稀土元素為y、ce中的至少一種。

4、優(yōu)選的，按質(zhì)量百分比計，其組分包括：fe：1.5％-1.7％，p：0.5％-0.7％，稀土元素：0.1％-1％，余量為cu；

5、所述稀土元素為y、ce中的至少一種。

6、優(yōu)選的，所述稀土元素為y和ce；

7、所述y和ce的質(zhì)量比為(0.1-2)：(0.1-2)。

8、本發(fā)明提供一種上述所述稀土銅合金材料的制備方法，包括以下步驟：

9、1)稱取cu、fe、p和cu-稀土中間合金混合，熔煉，澆鑄得到合金鑄坯；

10、2)將步驟1)得到的合金鑄坯進(jìn)行熱軋?zhí)幚?、固溶處理、冷軋?zhí)幚?、時效處理，得到所述稀土銅合金材料。

11、優(yōu)選的，步驟1)中所述cu-稀土中間合金中稀土元素的質(zhì)量占比為9-11％；

12、可選的，所述cu-稀土中間合金為cu-y中間合金；

13、所述cu-y中間合金中y的質(zhì)量占比為9-11％；

14、或者，所述cu-稀土中間合金為cu-ce中間合金；

15、所述cu-ce中間合金中ce的質(zhì)量占比為9-11％；

16、或者，所述cu-稀土中間合金為cu-ce-y中間合金；

17、所述cu-ce-y中間合金中ce和y的總質(zhì)量占比為9-11％；

18、所述cu-ce-y中間合金中ce和cu-ce-y中間合金中y的質(zhì)量比為(0.1-2)：(0.1-2)；

19、或者，所述cu-稀土中間合金為cu-ce中間合金和cu-y中間合金；

20、所述cu-ce中間合金中ce的質(zhì)量占比為9-11％；

21、所述cu-y中間合金中y的質(zhì)量占比為9-11％；

22、所述cu-ce中間合金和cu-y中間合金的質(zhì)量比為(0.1-2)：(0.1-2)。

23、優(yōu)選的，步驟1)中所述熔煉溫度為1050-1200℃，熔煉時間為0.5-1h；

24、步驟1)中的熔煉步驟在不活潑氣體的保護(hù)下進(jìn)行；

25、所述不活潑氣體選自氮?dú)?、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣中的至少一種。

26、所述澆鑄步驟結(jié)束后還包括冷卻的步驟。

27、可選的，所述冷卻的冷卻時間大于2h；冷卻至室溫即可，或者冷卻至10-40℃。

28、優(yōu)選的，步驟2)中所述熱軋?zhí)幚頊囟葹?70℃-920℃，熱軋?zhí)幚碜冃瘟繛?0％-60％；

29、步驟2)中所述固溶處理溫度為930℃-960℃，固溶處理時間為1h-3h；

30、所述固溶處理結(jié)束后還包括水淬處理；

31、優(yōu)選的，步驟2)中所述冷軋?zhí)幚碜冃瘟俊?5％；

32、步驟2)中所述時效處理溫度為450℃-600℃，時效處理時間為8h-12h。

33、可選的，所述冷軋?zhí)幚碓谑覝叵逻M(jìn)行。

34、可選的，步驟2)中所述熱軋?zhí)幚砬斑€包括熱均勻化處理；

35、所述熱均勻化處理溫度為870℃-920℃，熱均勻化處理時間為1.5-3h。

36、本發(fā)明一種上述所述的稀土銅合金材料或上述所述的制備方法制備得到稀土銅合金材料在發(fā)熱裝置中的應(yīng)用。

37、本發(fā)明提供一種通訊終端設(shè)備，所述通訊終端設(shè)備包括上述所述的稀土銅合金材料或上述所述的制備方法制備得到稀土銅合金材料。

38、本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：

39、(1)本發(fā)明提供的稀土銅合金材料，按質(zhì)量百分比計，其組分包括：fe：1％-2％，p：0.1％-1％，稀土元素：0.1％-1％，余量為cu；所述稀土元素為y、ce中的至少一種。本發(fā)明添加稀土元素y、ce中的至少一種，能夠與fe和p相互配合，改善fe-p相的形貌和分布，并細(xì)化稀土元素在合金中形成納米顆?；蚣{米晶體，從而使得晶格畸變層減小，降低了自由電子傳遞時在界面上散射的概率，其可以有效地減少晶界的熱阻，從而提高導(dǎo)熱性能。此外，納米顆粒還可以作為熱傳導(dǎo)路徑上的散射中心，促進(jìn)熱的傳導(dǎo)，從而提高了金屬的導(dǎo)熱性能。在特定含量的特定稀土元素、fe和p的協(xié)同配合下，對形成的銅合金材料在高溫環(huán)境下的回復(fù)與再結(jié)晶行為都有一定的抑制效果，從而提高合金的抗高溫軟化的能力，軟化溫度達(dá)580℃以上，最優(yōu)情況下可達(dá)到670℃，可滿足散熱材料的應(yīng)用需求。y和ce中一種稀土元素或兩種稀土元素幾乎不固溶于銅，化學(xué)活性很強(qiáng)，對合金材料具有很好的凈化作用，使得合金中的氧、硫、氫、鉛、鉍等雜質(zhì)減少，夾雜物變性為細(xì)小彌散分布的高熔點化合物，使得該合金抗拉強(qiáng)度提高。本發(fā)明的稀土增強(qiáng)銅合金，具有良好的導(dǎo)熱性、抗拉強(qiáng)度和軟化溫度，能滿足散熱材料的應(yīng)用需求。

40、(2)本發(fā)明提供的稀土銅合金材料，按質(zhì)量百分比計，其組分包括：fe：1.5％-1.7％，p：0.5％-0.7％，稀土元素：0.1％-1％，余量為cu；所述稀土元素為y、ce中的至少一種。本發(fā)明通過優(yōu)選鐵和磷為特定的質(zhì)量含量，與特定含量的特定稀土相互配合，得到的稀土增強(qiáng)銅合金，具有更為良好的導(dǎo)熱性、抗拉強(qiáng)度和軟化溫度。

41、(3)本發(fā)明的材料中銅合金制備方式簡單有效，可實現(xiàn)連續(xù)和批量化制造，具有較高的性價比。

技術(shù)特征：

1.一種稀土銅合金材料，其特征在于，按質(zhì)量百分比計，其組分包括：fe：1％-2％，p：0.1％-1％，稀土元素：0.1％-1％，余量為cu；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土銅合金材料，其特征在于，按質(zhì)量百分比計，其組分包括：fe：1.5％-1.7％，p：0.5％-0.7％，稀土元素：0.1％-1％，余量為cu；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的稀土銅合金材料，其特征在于，所述稀土元素為y和ce；

4.權(quán)利要求1-3任一項所述稀土銅合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述稀土銅合金材料的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述cu-稀土中間合金中稀土元素的質(zhì)量占比為9-11％；

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述稀土銅合金材料的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述熔煉溫度為1050-1200℃，熔煉時間為0.5-1h；

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項所述稀土銅合金材料的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述熱軋?zhí)幚頊囟葹?70℃-920℃，熱軋?zhí)幚碜冃瘟繛?0％-60％；

8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項所述稀土銅合金材料的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述冷軋?zhí)幚碜冃瘟俊?5％；

9.權(quán)利要求1-3任一項所述的稀土銅合金材料或權(quán)利要求4-8任一項所述的制備方法制備得到稀土銅合金材料在發(fā)熱裝置中的應(yīng)用。

10.一種通訊終端設(shè)備，其特征在于，所述通訊終端設(shè)備包括權(quán)利要求1-3任一項所述的稀土銅合金材料或權(quán)利要求4-8任一項所述的制備方法制備得到稀土銅合金材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于銅合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種稀土銅合金材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的稀土銅合金材料，按質(zhì)量百分比計，其組分包括：Fe：1％?2％，P：0.1％?1％，稀土元素：0.1％?1％，余量為Cu；所述稀土元素為Y、Ce中的至少一種。本發(fā)明的稀土增強(qiáng)銅合金，具有良好的導(dǎo)熱性、抗拉強(qiáng)度和軟化溫度，能滿足散熱材料的應(yīng)用需求。

技術(shù)研發(fā)人員：劉敬萱,尹寧康,周忠明,王小樂,劉維
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江西省鷹潭銅產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9