一種高導電高強度稀土鋁合金傳輸材料的製備方法

2023-04-22 22:31:46

一種高導電高強度稀土鋁合金傳輸材料的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高導電高強度稀土鋁合金傳輸材料的製備方法，該鋁合金材料由以下重量百分比的元素組成：Cu4.2-5.5、Zn2.4-3.6、Be0.5-0.8、Ta0.15-0.25、Cr0.2-0.4、Nb0.4-0.6、Mn0.7-1.4、Mg1.8-2.6、Zr0.1-0.2、Sc0.08-0.12、Nd0.05-0.1、Er0.04-0.06，餘量為Al。本發明製得的鋁合金材料具有優異的導電性能和較高的抗拉強度，抗拉強度≥620MPa，導電率≥95%IACS，同時具有高保真性能、耐腐蝕、加工性能優、壽命長等優點，可以廣泛用於製作用電子工業傳輸材料。
【專利說明】一種高導電高強度稀土錯合金傳輸材料的製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高導電高強度稀土鋁合金傳輸材料的製備方法，屬於鋁合金材料 加工【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 鋁及鋁合金具有具有優異的導電性、強度高、重量輕等優點，廣泛應用於電子工業 傳輸材料，隨著電子工業的發展以及電子信號傳輸想高頻化和高速數位化的發展，對鋁合 金傳輸材料的導電性能已不能夠滿足要求，使信號造成損失，甚至形成嚴重或完全失真，同 時對稀土鋁合金傳輸材料機械強度的要求也越來越高。因此，開發一種高導電高強度稀土 鋁合金傳輸材料已迫不及待。


【發明內容】

[0003] 為了解決現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種高導電高強度稀土鋁合金 傳輸材料的製備方法，該鋁合金材料具有優異的高保真性能、電氣性能和力學性能。
[0004] 為實現上述目的，本發明採用的技術方案如下： 一種高導電高強度稀土鋁合金傳輸材料的製備方法，包括以下步驟： (1) 按A1-6. 5wt%Cu-0. 4wt%Cr-0. 8wt%Be-0. 3wt%Ta合金成分配料，然後將稱量好的 純鋁加入熔化爐內，加熱至725-745°C，待純鋁熔清80%以上，調溫至720-740°C，按Cu、 Be、Cr、Ta依次加入合金成分，攪拌，精煉，扒渣，靜置，出爐澆注，澆注溫度為700-720°C，得 Al-Cu-Cr-Be-Ta 合金； (2) 按質量比2-3:1取純鋁和廢鋁作為基料加入熔化爐中加熱熔化，當溫度達 到730-750 °C時，加入步驟（1)製得的Al-Cu-Cr-Be-Ta合金，待其全部熔化後，調溫至 750-770°C，加入Zn、Mg、Cr、Mn、Nb、Zr等合金成分，熔化後調溫至735-755°C，加入熔液 重量1. 5-2. 5%的精煉劑精煉15-20min，扒渣後調溫至740-760°C，加入混合稀土金屬，熔 化後攪拌l〇_15min，取樣分析，調整成分，使得合金液中各元素成分的重量百分比符合下 列要求：Cu 4. 2-5. 5、Zn 2. 4-3. 6、Be 0· 5-0. 8、Ta 0· 15-0. 25、Cr 0· 2-0. 4、Nb 0· 4-0. 6、Μη 0· 7-1. 4、Mg 1. 8-2. 6、Zr 0· 1-0. 2、Sc 0· 08-0. 12、Nd 0· 05-0. 1、Er 0· 04-0. 06,餘量為 A1 ; 靜置15-20min後出爐澆注，澆注溫度為715-725°C，再通過連鑄連軋工藝製成所需的鋁合 金材料； (3) 對上述製得的鋁合金材料進行熱處理：先以250-300°C /h升溫至520-540°C，保溫 0. 5-lh，然後強風風冷至200-250°C，保溫2-3h，再以100-150°C /h升溫至450-480°C，保溫 l-2h，然後以80-120°C /h降溫至240-280°C，保溫2-3h，再置於0-5°C冰水中降溫至50°C以 下，然後取出以40-50°C /h升溫至80-90°C，保溫15-20h，空冷只室溫後以50-60°C /h升溫 至 110-130°C，保溫 10_15h，再以 20-40°C /h 升溫至 180-200°C，保溫 5-10h，再以 60-80°C / h降溫至65-75°C，保溫18-24h，空冷至室溫即可。
[0005] 所述精煉劑的製備方法如下：a、取以下重量份的原料：氯化鈉40-50、氯化鉀 25-35、白雲石10-15、葉臘石8-12、水鎂石10-15、硅藻土 5-10、元明粉4-8、純鹼3-6、冰 晶石粉7-11、光滷石粉6-9、耐火磚屑4-8 ;b、取白雲石、葉臘石、水鎂石、硅藻土混合均勻， 1180-1240°C煅燒2-3h，水淬，粉碎，研磨，過80-100目篩，待用；b、將氯化鈉和氯化鉀混合 均勻，加熱至805-825°C，待其全部熔融後，加入步驟a製得的粉末，攪拌3-5min，靜置冷凝 後再粉碎成粉末狀，與餘下原料混合均勻，研磨，過100-150目篩即可。
[0006] 本發明有益效果： 本發明鋁合金中加入了 Sc、Nd、Er等稀土元素，不僅可以細化鋁合金中的晶體結構，減 低表面粗糙度，大大提高導電率和數據傳輸保真性能，還可以起到彌散強化的作用，促使化 合物強化相均勻彌散，改善和細化鑄態組織，提高合金的機械強度。本發明製得的鋁合金材 料具有優異的導電性能和較高的抗拉強度，抗拉強度> 620MPa，導電率> 95%IACS，同時具 有高保真性能、耐腐蝕、加工性能優、壽命長等優點，可以廣泛用於製作用電子工業傳輸材 料。

【具體實施方式】
[0007] -種高導電高強度稀土鋁合金傳輸材料的製備方法，包括以下步驟： (1) 按A1-6. 5wt%Cu-0. 4wt%Cr-0. 8wt%Be-0. 3wt%Ta合金成分配料，然後將稱量好的純 鋁加入熔化爐內，加熱至735°C，待純鋁熔清80%以上，調溫至725°C，按Cu、Be、Cr、Ta依次 加入合金成分，攪拌，精煉，扒渣，靜置，出爐澆注，澆注溫度為710°C，得Al-Cu-Cr-Be-Ta合 金； (2) 按質量比2:1取純鋁和廢鋁作為基料加入熔化爐中加熱熔化，當溫度達到740°C 時，加入步驟（1)製得的Al-Cu-Cr-Be-Ta合金，待其全部熔化後，調溫至760°C，加入Zn、 Mg、Cr、Mn、Nb、Zr等合金成分，熔化後調溫至745°C，加入熔液重量2%的精煉劑精煉20min， 扒渣後調溫至750°C，加入混合稀土金屬，熔化後攪拌lOmin，取樣分析，調整成分，使得合 金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Cu 4. 2-5. 5、Zn 2. 4-3. 6、Be 0. 5-0. 8、Ta 0· 15-0. 25、Cr 0· 2-0. 4、Nb 0· 4-0. 6、Μη 0· 7-1. 4、Mg 1· 8-2. 6、Zr 0· 1-0. 2、Sc 0· 08-0. 12、 NdO. 05-0. l、Er 0. 04-0. 06,餘量為A1 ;靜置20min後出爐澆注，澆注溫度為720°C，再通過 連鑄連軋工藝製成所需的鋁合金材料； (3) 對上述製得的鋁合金材料進行熱處理：先以250°C /h升溫至530°C，保溫0. 5h，然 後強風風冷至200°C，保溫2h，再以150°C /h升溫至480°C，保溫lh，然後以100°C /h降溫 至260°C，保溫2h，再置於2°C冰水中降溫至50°C以下，然後取出以50°C /h升溫至90°C，保 溫15h，空冷只室溫後以60°C /h升溫至120°C，保溫10h，再以30°C /h升溫至200°C，保溫 5h，再以70°C /h降溫至65°C，保溫22h，空冷至室溫即可。
[0008] 所述精煉劑的製備方法如下：a、取以下重量份的原料：氯化鈉50、氯化鉀25、白雲 石10、葉臘石12、水鎂石10、硅藻土 10、元明粉6、純鹼4、冰晶石粉8、光滷石粉7、耐火磚屑 6 ;b、取白雲石、葉臘石、水鎂石、硅藻土混合均勻，1240°C煅燒2h，水淬，粉碎，研磨，過100 目篩，待用；b、將氯化鈉和氯化鉀混合均勻，加熱至815°C，待其全部熔融後，加入步驟a制 得的粉末，攪拌3min，靜置冷凝後再粉碎成粉末狀，與餘下原料混合均勻，研磨，過150目篩 即可。
[0009] 製得的鋁合金材料的主要性能如下表所示：
【權利要求】
1. 一種高導電高強度稀土鋁合金傳輸材料的製備方法，其特徵在於包括以下步驟： (1) 按A1-6. 5wt%Cu-0. 4wt%Cr-0. 8wt%Be-0. 3wt%Ta合金成分配料，然後將稱量好的 純鋁加入熔化爐內，加熱至725-745°C，待純鋁熔清80%以上，調溫至720-740°C，按Cu、 Be、Cr、Ta依次加入合金成分，攪拌，精煉，扒渣，靜置，出爐澆注，澆注溫度為700-720°C，得 Al-Cu-Cr-Be-Ta 合金； (2) 按質量比2-3:1取純鋁和廢鋁作為基料加入熔化爐中加熱熔化，當溫度達 到730-750 °C時，加入步驟（1)製得的Al-Cu-Cr-Be-Ta合金，待其全部熔化後，調溫至 750-770°C，加入Zn、Mg、Cr、Mn、Nb、Zr等合金成分，熔化後調溫至735-755°C，加入熔液 重量1. 5-2. 5%的精煉劑精煉15-20min，扒渣後調溫至740-760°C，加入混合稀土金屬，熔 化後攪拌l〇_15min，取樣分析，調整成分，使得合金液中各元素成分的重量百分比符合下 列要求：Cu 4. 2-5. 5、Zn 2. 4-3. 6、Be 0· 5-0. 8、Ta 0· 15-0. 25、Cr 0· 2-0. 4、Nb 0· 4-0. 6、Μη 0· 7-1. 4、Mg 1. 8-2. 6、Zr 0· 1-0. 2、Sc 0· 08-0. 12、Nd 0· 05-0. 1、Er 0· 04-0. 06,餘量為 A1 ; 靜置15-20min後出爐澆注，澆注溫度為715-725°C，再通過連鑄連軋工藝製成所需的鋁合 金材料； (3) 對上述製得的鋁合金材料進行熱處理：先以250-300°C /h升溫至520-540°C，保溫 0. 5-lh，然後強風風冷至200-250°C，保溫2-3h，再以100-150°C /h升溫至450-480°C，保溫 l-2h，然後以80-120°C /h降溫至240-280°C，保溫2-3h，再置於0-5°C冰水中降溫至50°C以 下，然後取出以40-50°C /h升溫至80-90°C，保溫15-20h，空冷只室溫後以50-60°C /h升溫 至 110-130°C，保溫 10_15h，再以 20-40°C /h 升溫至 180-200°C，保溫 5-10h，再以 60-80°C / h降溫至65-75°C，保溫18-24h，空冷至室溫即可。
2. 根據權利要求1所述的一種高導電高強度稀土鋁合金傳輸材料的製備方法，其 特徵在於，所述精煉劑的製備方法如下：a、取以下重量份的原料：氯化鈉40-50、氯化鉀 25-35、白雲石10-15、葉臘石8-12、水鎂石10-15、硅藻土 5-10、元明粉4-8、純鹼3-6、冰 晶石粉7-11、光滷石粉6-9、耐火磚屑4-8 ;b、取白雲石、葉臘石、水鎂石、硅藻土混合均勻， 1180-1240°C煅燒2-3h，水淬，粉碎，研磨，過80-100目篩，待用；b、將氯化鈉和氯化鉀混合 均勻，加熱至805-825 °C，待其全部熔融後，加入步驟a製得的粉末，攪拌3-5min，靜置冷凝 後再粉碎成粉末狀，與餘下原料混合均勻，研磨，過100-150目篩即可。
【文檔編號】C22F1/057GK104046866SQ201410121815
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】鮑熊 申請人:安徽碩力實業有限公司