本發(fā)明屬于電子通訊用高性能銅材，具體涉及一種耐高溫的細晶高導電銅材及其制備方法。

背景技術：

1、隨著電子行業(yè)的發(fā)展，高導電、高溫細晶的銅帶/箔在新能源汽車及高鐵用的電子零部件中獲得了廣泛的應用。

2、純銅因其優(yōu)良的導電性和導熱性可以很好的滿足新能源汽車和高鐵領域的應用，但高溫下其晶粒的長大將使零件失效，在車輛行駛過程中造成安全隱患。

3、通常，添加合金元素可以抑制其高溫下晶粒的長大，但合金元素對純銅導電性能影響較大，隨著合金元素含量的增加將降低銅的導電性能，難以很好的兼顧導電率和高溫下的晶粒尺寸。如何獲得高導電、耐高溫細晶銅材是目前高性能銅材研究的重要方向。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求中的一種或者多種，本發(fā)明提供了一種耐高溫的細晶高導電銅材及其制備方法，能夠兼顧銅的導電性和高溫組織穩(wěn)定性。

2、為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供一種耐高溫的細晶高導電銅材，按質量分數(shù)計，包括如下原料：

3、鐵：8~50ppm，硫：15~20ppm，錳：10~15ppm，鈦：20~25ppm，鋁：10~20ppm，鉻：5~10ppm，余量為銅和不可避免的雜質。

4、作為本發(fā)明的進一步改進，所述雜質的總含量低于15ppm。

5、作為本發(fā)明的進一步改進，該銅材的導電率在100%iacs以上，且在1065℃保溫10min處理后，該銅材的平均晶粒尺寸小于150μm。

6、按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種耐高溫的細晶高導電銅材的制備方法，用于制備所述的耐高溫的細晶高導電銅材，包括如下步驟：

7、（1）制備鑄錠：

8、稱取所述原料加入熔爐中熔煉得到鑄錠；

9、（2）熱軋：將所述鑄錠進行熱軋，得到熱軋板；

10、所述熱軋的工藝為：開軋溫度為700℃~750℃，其中第一道次變形量為30%~50%，軋制總變形量為80%~90%，終軋溫度為400℃~500℃；

11、（3）冷軋及退火：將所述熱軋板采用變形量為50%~55%的冷軋，然后進行第一次退火；隨后進行變形量為70%~73%的冷軋，然后進行第二次退火；隨后進行變形量為80%~85%的冷軋，最后進行第三次退火。

12、本發(fā)明實施例所述的銅材，包括但不限于銅帶、銅箔等。

13、作為本發(fā)明的進一步改進，步驟（3）中，

14、所述第一次退火的工藝為：300℃~350℃保溫2~5min；

15、所述第二次退火的工藝為：300℃~350℃保溫2~5min；

16、所述第三次退火的工藝為：300℃保溫1~2min。

17、作為本發(fā)明的進一步改進，步驟（1）中，

18、所述熔煉的過程中，通入純度為99.99%的純氮氣或純度為99.999%的高純氮氣。

19、需要說明的是，本發(fā)明的制備方法中，若未特別說明，所用的技術手段均為本領域技術人員所熟知的常規(guī)手段。例如步驟（1）中，制備鑄錠的熔煉工藝為常規(guī)現(xiàn)有技術；步驟（3）中，如何實現(xiàn)變形量為50%~55%的冷軋、變形量為70%~73%的冷軋以及變形量為80%~85%的冷軋為本領域技術人員所熟知的常規(guī)手段，只要能夠使變形量控制在該范圍內(nèi)即可。

20、本發(fā)明熔鑄中氮氣的引入，結合設定的合金元素可以在凝固過程中形成彌散的多種化合物，如含氮化合物；采用較低的熱軋溫度，可抑制第二相回熔和粗化；再經(jīng)過后續(xù)冷軋變形，能夠產(chǎn)生強烈的加工硬化和極高的位錯密度，最后結合適當?shù)耐嘶鸸に囆纬杉毿〉木Я?，可以有效抑制高溫下晶粒的長大。

21、總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下有益效果：

22、（1）本發(fā)明熔煉過程中通入氮氣，通過控制熱軋變形量及終軋溫度，獲得合適的熱軋組織，再結合設定的冷軋及退火工藝制備的銅材可以在高溫下獲得尺寸較細的晶粒，較好的兼顧了導電性和高溫組織穩(wěn)定性，獲得高性能銅材。

23、（2）本發(fā)明通過微量合金元素的復合添加，能夠避免稀土或貴金屬元素的添加，成本低廉，且添加的合金元素不易燒損，容易控制其含量。

24、（3）本發(fā)明的制備方法采用的工藝容易控制，成本低廉，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

25、（4）本發(fā)明的耐高溫的細晶高導電銅材，導電率在100%iacs以上；在1065℃保溫10min處理后，平均晶粒尺寸小于150μm。

技術特征：

1.一種耐高溫的細晶高導電銅材，其特征在于，按質量分數(shù)計，包括如下原料：

2.根據(jù)權利要求1所述的耐高溫的細晶高導電銅材，其特征在于，所述雜質的總含量低于15ppm。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的耐高溫的細晶高導電銅材，其特征在于，該銅材的導電率在100%iacs以上，且在1065℃保溫10min處理后，該銅材的平均晶粒尺寸小于150μm。

4.一種耐高溫的細晶高導電銅材的制備方法，用于制備權利要求1-3任一項所述的耐高溫的細晶高導電銅材，其特征在于，包括如下步驟：

5.根據(jù)權利要求4所述的耐高溫的細晶高導電銅材制備方法，其特征在于，步驟（3）中，

6.根據(jù)權利要求4或5所述的耐高溫的細晶高導電銅材制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述熔煉的過程中，通入純度為99.99%的純氮氣或純度為99.999%的高純氮氣。

技術總結
本發(fā)明公開了一種耐高溫的細晶高導電銅材，屬于電子通訊用高性能銅材技術領域，按質量分數(shù)計，其包括如下原料：鐵：8~50ppm，硫：15~20ppm，錳：10~15ppm，鈦：20~25ppm，鋁：10~20ppm，鉻：5~10ppm，余量為銅和不可避免的雜質。本發(fā)明還公開了耐高溫的細晶高導電銅材的制備方法。本發(fā)明在熔煉過程中通入氮氣，通過控制熱軋變形量及終軋溫度，獲得合適的熱軋組織，再結合設定的冷軋及退火工藝制備的銅材可以在高溫下獲得尺寸較細的晶粒，較好的兼顧了導電性和高溫組織穩(wěn)定性。本發(fā)明的耐高溫的細晶高導電銅材，導電率在100%IACS以上，且在1065℃保溫10min處理后，平均晶粒尺寸小于150μm。

技術研發(fā)人員：潘平,彭剛,柯少華
受保護的技術使用者：湖北省宇行科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10