CN102002656B - 一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法 - Google Patents
一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102002656B CN102002656B CN2010105391821A CN201010539182A CN102002656B CN 102002656 B CN102002656 B CN 102002656B CN 2010105391821 A CN2010105391821 A CN 2010105391821A CN 201010539182 A CN201010539182 A CN 201010539182A CN 102002656 B CN102002656 B CN 102002656B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper alloy
- rectangular blocks
- axle
- strength
- true strain
- 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
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title claims description 7
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title claims description 7
- 238000007670 refining Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 title description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 abstract 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
一种利用室温多向变形及退火工艺协调细化高强高导电铜合金晶粒的方法，是将高强高导电铜合金铸锭或热变形材切割成矩形块状，放入炉中加热到800～860℃保温40～120分钟水淬冷却后，在室温分别沿矩形块的X轴、Y轴、Z轴三个方向依次进行多道次、多轴压缩变形，控制每道次真应变量为0.2～0.6，当累积真应变量达到1.2以上时，在600～800℃进行退火再结晶，即可获得平均尺寸0.5～3μm的超细晶粒铜合金块。本发明加工工艺、设备要求简单，操作方便，可有效克服现有技术在细化高强高导电铜合金晶粒时存在的模具损伤严重、动力要求过高、难以制备块体材料的难题；可制备大件致密超细晶粒高强高导电铜合金材料，有良好的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明公开了一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法，特指利用室温多向变形及退火协调细化铜合金晶粒、制备块体超细晶粒高强高导电铜合金。属于铜合金加工技术领域。
背景技术
析出强化或弥散强化型高强高导电铜合金是一种具有优异导电、导热和无铁磁性的高性能功能材料，也是一种具有高强高韧、又可承受较大载荷的结构材料，在航天航空、交通运输和电工电子等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。
细化晶粒是金属常用的强化手段。由Hall-Petch关系可知晶粒越小其强度越高。细化晶粒的方法有很多，利用高温变形过程中发生的动态再结晶或利用冷变形后再结晶退火的传统加工热处理方法可将晶粒细化到10μm的数量级，但很难进一步将其细化到1～3μm以下。等通道角挤压(ECAP)和累积叠轧等剧烈塑性变形技术是目前细化晶粒至亚微米级甚至纳米级的有效方法，但其制备的材料通常具有强度高、延性和导电性低的特点，尤其是当晶粒细化至1μm以下时，延伸率急剧下降已成为十分突出的问题。且采用等通道角挤压制备的产品尺寸较小，不能用于制备大块体材料。此外，对于铍青铜等析出强化型高强高导电铜合金来说，加工时所需压力极大，模具极易损毁，大大增加了生产成本，这些问题制约了其在工业上的推广和应用。因此，如何通过大规模常规工业手段制备超细晶粒块体高强高导电铜合金是一道技术难题。
块体超细晶粒高强高导电铜合金的制备，必须解决现有技术对材料有形状、长度等尺寸上的限制、规模化生产难和延性急剧下降的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种加工工艺、设备要求简单，操作方便，利用室温多向变形及再结晶退火细化块体高强高导电铜合金晶粒的方法。
本发明一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法，包括下述步骤：
第一步：固溶处理
将析出或弥散强化型铜合金切割成矩形块状，加热到800～860℃，保温40～120分钟，随后水淬，进行固溶处理；
第二步：压缩变形
将第一步所得矩形试件在室温下分别沿矩形块的X轴、Y轴、Z轴三个方向依次进行多道次、多轴压缩变形，每道次真应变量控制在0.2～0.6，直至累积真应变量大于等于1.2；
第三步：再结晶退火
将第二步所得矩形试件加热至600～800℃，保温0.1～10分钟，进行再结晶退火后空冷，即可获得平均尺寸为0.5～3μm的块体超细晶粒铜合金。
本发明中，所述析出或弥散强化型铜合金采用热锻或热轧方法制造。
本发明采用铸锭或热变形方法制造的析出或弥散强化型铜合金为原料，将其切割成矩形块状，进行固溶处理后，在室温分别沿矩形块的X轴、Y轴、Z轴三个方向依次进行多道次、多轴压缩变形，通过控制每道次应变量及应变速率，从三个方向累积应变量，导入高密度的位错和变形带，在再结晶退火时，大大增加了再结晶形核率，从而细化块体高强高导电铜合金晶粒；具有如下优点：
1、变形在室温下进行，无需专门的模具，节省了大量模具和热加工费用，经济高效。
2、可用于高强高导电铜合金的晶粒细化，解决了等通道角挤压法难以加工高强高导电铜合金(如铍青铜)、模具损害严重的难题。
3、加工工艺、设备要求简单，可用于制备块体铜合金材料，有良好的工业应用前景。
综上所述，本发明加工工艺、设备要求简单，操作方便，经济高效，可有效克服现有技术在细化高强高导电铜合金晶粒时存在的模具强度要求过高、模具损害严重、难以规模化制备块体超细晶粒铜合金的问题，有良好的工业应用前景。
附图说明
附图1为本发明沿X、Y、Z轴方向进行多道多轴变形原理示意图。
附图2(a)为本发明实施例1的试件累积变形1.2后在800℃退火60s时的金相组织。
附图2(b)为本发明实施例1的试件累积变形1.2后在800℃退火120s时的金相组织。
附图3(a)为本发明实施例2的试件累积变形2.1后600℃退火100s时的金相组织。
附图3(b)为本发明实施例2的试件累积变形2.1后800℃退火20s时的金相组织。
附图4(a)为本发明实施例3的试件累积变形3.6后800℃退火60s时的金相组织。
附图4(b)为本发明实施例3的试件累积变形3.6后800℃退火150s时的金相组织。
附图5为本发明实施例4的试件累积变形6后700℃退火10s的金相组织。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作详细介绍：
实施例1
将高强高导电铍青铜合金热轧板切割成矩形块状置于炉内加热到800℃保温60分钟后水淬冷却后，再将试样置于液压机的下平砧上，先以X轴为压缩轴进行压缩变形。当X方向的真应变量达到0.2时，停止压缩，将试样旋转90度，以Y轴为压缩轴，再次压缩，当Y方向的真应变量达到0.2时，停止压缩，将试样旋转90度，以Z轴为压缩轴，再次压缩。当Z方向的真应变量达到0.2时，停止压缩，将试样旋转90度，再以X轴为压缩轴，反复进行X→Y→Z→X·····方向压缩。当各方向的真应变量累积到1.2时在800℃退火，由附图2可见，退火60～120s后晶粒被细化至2μm以下。
实施例2
将高强高导电铍青铜合金矩形热锻块置于炉内加热到820℃保温40分钟后水淬冷却后，再将试样置于液压机的下平砧上，先以X轴为压缩轴进行压缩变形。当X方向的真应变量达到0.3时，停止压缩，将试样旋转90度，以Y轴为压缩轴，再次压缩。当Y方向的真应变量达到0.3时，停止压缩，将试样旋转90度，以Z轴为压缩轴，再次压缩。当Z方向的真应变量达到0.3时，停止压缩，将试样旋转90度，再以X轴为压缩轴，反复进行X→Y→Z→X·····方向压缩。当各方向的累积真应变量达到2.1时在600～800℃退火，由附图3(a)可见，在600℃退火100s或800℃退火20s(b)后晶粒都被细化至1μm以下。
实施例3
将高强高导电铍青铜合金热轧板切割成矩形块状置于炉内加热到850℃保温120分钟后水淬冷却后，再将试样置于液压机的下平砧上，先以X轴为压缩轴进行压缩变形。当X方向的真应变量达到0.4时，停止压缩，将试样旋转90度，以Y轴为压缩轴，再次压缩。当Y方向的真应变量达到0.4时，停止压缩，将试样旋转90度，以Z轴为压缩轴，再次压缩。当Z方向的真应变量达到0.4时，停止压缩，将试样旋转90度，以X轴为压缩轴，反复进行X→Y→Z→X·····方向的压缩。当各方向的真应变量累积到3.6时在800℃退火，由附图4可见，退火60～150s后晶粒被细化至3～5μm。
实施例4
将高强高导电铍青铜合金热轧板切割成矩形块状置于炉内加热到840℃保温30分钟后水淬冷却后，再将试样置于液压机的下平砧上，先以X轴为压缩轴进行压缩变形。当X方向的真应变量达到0.6时，停止压缩，将试样旋转90度，以Y轴为压缩轴，再次压缩。当Y方向的真应变量达到0.6时，停止压缩，将试样旋转90度，以Z轴为压缩轴，再次压缩。当Z方向的真应变量达到0.6时，停止压缩，将试样旋转90度，以X轴为压缩轴，反复进行X→Y→Z→X·····方向压缩。当各方向的累积真应变量达到6时在700℃退火，由附图5可见，退火10s后即得本发明之平均尺寸小于1μm的超细晶粒铜合金。
Claims (2)
1.一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法，包括下述步骤：
第一步：固溶处理
将析出或弥散强化型铜合金切割成矩形块状，加热到800～860℃，保温40～120分钟，随后水淬，进行固溶处理；
第二步：压缩变形
将第一步所得矩形试件在室温下分别沿矩形块的X轴、Y轴、Z轴三个方向依次进行多道次、多轴压缩变形，每道次真应变量控制在0.2～0.6，直至累积真应变量大于等于1.2；
第三步：再结晶退火
将第二步所得矩形试件加热至600～800℃，保温0.1～10分钟，进行再结晶退火后空冷，即可获得平均尺寸为0.5～3μm的块体超细晶粒铜合金。
2.根据权利要求1所述的一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法，其特征在于：所述析出或弥散强化型铜合金采用铸锭或热变形的方法制造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105391821A CN102002656B (zh) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | 一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105391821A CN102002656B (zh) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | 一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102002656A CN102002656A (zh) | 2011-04-06 |
| CN102002656B true CN102002656B (zh) | 2012-04-25 |
Family
ID=43810360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010105391821A Expired - Fee Related CN102002656B (zh) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | 一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102002656B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102534518B (zh) * | 2011-12-29 | 2013-10-02 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 背板的制作方法 |
| CN104451486A (zh) * | 2014-11-04 | 2015-03-25 | 常州大学 | 一种纳米孪晶Cu-Al或Cu-Zn合金的制备方法 |
| CN106269971B (zh) * | 2016-08-17 | 2018-06-19 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种多向压缩扭转复合挤压制备微纳米铜的方法 |
| CN109338314A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-02-15 | 有研亿金新材料有限公司 | 一种超细晶铜锰合金靶材的加工方法 |
| CN111944958B (zh) * | 2020-07-26 | 2022-09-20 | 杨军 | 一种高强度块体316l不锈钢的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101338389A (zh) * | 2008-06-19 | 2009-01-07 | 河南科技大学 | 整体弥散铜制备用稀土铜合金材料的制备工艺方法 |
| CN101435061B (zh) * | 2008-12-15 | 2011-01-26 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种提高铜合金硬度的工艺 |
| CN101463454B (zh) * | 2009-01-16 | 2010-06-16 | 中南大学 | 一种利用孪生变形制备块体纳米/超细晶粒镁合金的方法 |
-
2010
- 2010-11-10 CN CN2010105391821A patent/CN102002656B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102002656A (zh) | 2011-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102051564B (zh) | 一种超细晶粒高强度高韧性铜合金板带的制备方法 | |
| CN106498318B (zh) | 提高2219铝合金环件综合力学性能的工艺方法 | |
| CN101927312B (zh) | Tc4钛合金锻环加工工艺 | |
| CN103898424B (zh) | 一种镁合金晶粒细化方法 | |
| CN101468363B (zh) | 制造镁及镁合金细丝的多道次拉拔工艺方法 | |
| CN102002656B (zh) | 一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法 | |
| CN101914712B (zh) | 一种高强镁合金厚板的挤压变形工艺 | |
| CN103233148A (zh) | 一种适用于结构功能一体化用铝合金制品及制备方法 | |
| CN100569977C (zh) | 含铈的镁-锌-锰系镁合金 | |
| CN103786031B (zh) | 一种中强耐热镁合金模锻件成形工艺 | |
| CN103805923A (zh) | 一种多方向、循环、高速锤击锻打镁合金的锻造方法 | |
| CN101463454A (zh) | 一种利用孪生变形制备块体纳米/超细晶粒镁合金的方法 | |
| CN105132772A (zh) | 一种低成本非稀土型高强镁合金及其制备方法 | |
| CN103882351B (zh) | 一种制备铝锂合金超塑性板材的方法 | |
| CN102888525A (zh) | 一种高强韧高导电铜镁合金的加工方法 | |
| CN105525179A (zh) | 一种稀土镁合金大尺寸高强锻件的制备方法 | |
| CN102312143A (zh) | 一种高强耐热镁合金的锻造方法 | |
| CN105525135B (zh) | 一种高强低各向异性指数的Cu‑Ni‑Si系合金及其制备工艺 | |
| CN105861968B (zh) | 一种提高Al‑Cu系高强铝合金环件力学性能的方法 | |
| CN105088117B (zh) | 一种提高Cu‑Fe‑C复相铜合金综合性能的处理方法 | |
| CN102839341A (zh) | 一种高强高导铜合金的制备方法 | |
| CN110343886A (zh) | 一种多晶粒尺度强化铝合金材料的制备方法 | |
| CN101250618A (zh) | Fe-32%Ni合金的晶粒超细化方法 | |
| CN102581058A (zh) | 降温大压下量锻造镁合金板材的生产方法 | |
| CN101812651A (zh) | 一种细化析出或弥散强化型铜合金板带晶粒的方法 |
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: 20120425 Termination date: 20131110 |