CN104046866B - 一种高导电高强度稀土铝合金传输材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高导电高强度稀土铝合金传输材料的制备方法，该铝合金材料由以下重量百分比的元素组成: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，余量为Al。本发明制得的铝合金材料具有优异的导电性能和较高的抗拉强度，抗拉强度≥620MPa，导电率≥95%IACS，同时具有高保真性能、耐腐蚀、加工性能优、寿命长等优点，可以广泛用于制作用电子工业传输材料。

Description

一种高导电高强度稀土铝合金传输材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高导电高强度稀土铝合金传输材料的制备方法，属于铝合金材料加工技术领域。
背景技术
铝及铝合金具有具有优异的导电性、强度高、重量轻等优点，广泛应用于电子工业传输材料，随着电子工业的发展以及电子信号传输想高频化和高速数字化的发展，对铝合金传输材料的导电性能已不能够满足要求，使信号造成损失，甚至形成严重或完全失真，同时对稀土铝合金传输材料机械强度的要求也越来越高。因此，开发一种高导电高强度稀土铝合金传输材料已迫不及待。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高导电高强度稀土铝合金传输材料的制备方法，该铝合金材料具有优异的高保真性能、电气性能和力学性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高导电高强度稀土铝合金传输材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按Al-6.5wt％Cu-0.4wt％Cr-0.8wt％Be-0.3wt％Ta合金成分配料，然后将称量好的纯铝加入熔化炉内，加热至725-745℃，待纯铝熔清80％以上，调温至720-740℃，按Cu、Be、Cr、Ta依次加入合金成分，搅拌，精炼，扒渣，静置，出炉浇注，浇注温度为700-720℃，得Al-Cu-Cr-Be-Ta合金；
(2)按质量比2-3:1取纯铝和废铝作为基料加入熔化炉中加热熔化，当温度达到730-750℃时，加入步骤(1)制得的Al-Cu-Cr-Be-Ta合金，待其全部熔化后，调温至750-770℃，加入Zn、Mg、Cr、Mn、Nb、Zr等合金成分，熔化后调温至735-755℃，加入熔液重量1.5-2.5％的精炼剂精炼15-20min，扒渣后调温至740-760℃，加入混合稀土金属，熔化后搅拌10-15min，取样分析，调整成分，使得合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：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，余量为Al；静置15-20min后出炉浇注，浇注温度为715-725℃，再通过连铸连轧工艺制成所需的铝合金材料；
(3)对上述制得的铝合金材料进行热处理：先以250-300℃/h升温至520-540℃，保温0.5-1h，然后强风风冷至200-250℃，保温2-3h，再以100-150℃/h升温至450-480℃，保温1-2h，然后以80-120℃/h降温至240-280℃，保温2-3h，再置于0-5℃冰水中降温至50℃以下，然后取出以40-50℃/h升温至80-90℃，保温15-20h，空冷至室温后以50-60℃/h升温至110-130℃，保温10-15h，再以20-40℃/h升温至180-200℃，保温5-10h，再以60-80℃/h降温至65-75℃，保温18-24h，空冷至室温即可。
所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：氯化钠40-50、氯化钾25-35、白云石10-15、叶腊石8-12、水镁石10-15、硅藻土5-10、元明粉4-8、纯碱3-6、冰晶石粉7-11、光卤石粉6-9、耐火砖屑4-8；b、取白云石、叶腊石、水镁石、硅藻土混合均匀，1180-1240℃煅烧2-3h，水淬，粉碎，研磨，过80-100目筛，待用；b、将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至805-825℃，待其全部熔融后，加入步骤a制得的粉末，搅拌3-5min，静置冷凝后再粉碎成粉末状，与余下原料混合均匀，研磨，过100-150目筛即可。
本发明有益效果：
本发明铝合金中加入了Sc、Nd、Er等稀土元素，不仅可以细化铝合金中的晶体结构，减低表面粗糙度，大大提高导电率和数据传输保真性能，还可以起到弥散强化的作用，促使化合物强化相均匀弥散，改善和细化铸态组织，提高合金的机械强度。本发明制得的铝合金材料具有优异的导电性能和较高的抗拉强度，抗拉强度≥620MPa，导电率≥95％IACS，同时具有高保真性能、耐腐蚀、加工性能优、寿命长等优点，可以广泛用于制作用电子工业传输材料。
具体实施方式
一种高导电高强度稀土铝合金传输材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按Al-6.5wt％Cu-0.4wt％Cr-0.8wt％Be-0.3wt％Ta合金成分配料，然后将称量好的纯铝加入熔化炉内，加热至735℃，待纯铝熔清80％以上，调温至725℃，按Cu、Be、Cr、Ta依次加入合金成分，搅拌，精炼，扒渣，静置，出炉浇注，浇注温度为710℃，得Al-Cu-Cr-Be-Ta合金；
(2)按质量比2:1取纯铝和废铝作为基料加入熔化炉中加热熔化，当温度达到740℃时，加入步骤(1)制得的Al-Cu-Cr-Be-Ta合金，待其全部熔化后，调温至760℃，加入Zn、Mg、Cr、Mn、Nb、Zr等合金成分，熔化后调温至745℃，加入熔液重量2％的精炼剂精炼20min，扒渣后调温至750℃，加入混合稀土金属，熔化后搅拌10min，取样分析，调整成分，使得合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：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，余量为Al；静置20min后出炉浇注，浇注温度为720℃，再通过连铸连轧工艺制成所需的铝合金材料；
(3)对上述制得的铝合金材料进行热处理：先以250℃/h升温至530℃，保温0.5h，然后强风风冷至200℃，保温2h，再以150℃/h升温至480℃，保温1h，然后以100℃/h降温至260℃，保温2h，再置于2℃冰水中降温至50℃以下，然后取出以50℃/h升温至90℃，保温15h，空冷至室温后以60℃/h升温至120℃，保温10h，再以30℃/h升温至200℃，保温5h，再以70℃/h降温至65℃，保温22h，空冷至室温即可。
所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：氯化钠50、氯化钾25、白云石10、叶腊石12、水镁石10、硅藻土10、元明粉6、纯碱4、冰晶石粉8、光卤石粉7、耐火砖屑6；b、取白云石、叶腊石、水镁石、硅藻土混合均匀，1240℃煅烧2h，水淬，粉碎，研磨，过100目筛，待用；b、将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至815℃，待其全部熔融后，加入步骤a制得的粉末，搅拌3min，静置冷凝后再粉碎成粉末状，与余下原料混合均匀，研磨，过150目筛即可。
制得的铝合金材料的主要性能如下表所示：
项目 结果2 -->
抗拉强度 642MPa
延伸率 12.4％
导电性 97％IACS

Claims (2)

1.一种高导电高强度稀土铝合金传输材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按Al-6.5wt%Cu-0.4wt%Cr-0.8wt%Be-0.3wt%Ta合金成分配料，然后将称量好的纯铝加入熔化炉内，加热至725-745℃，待纯铝熔清80%以上，调温至720-740℃，按Cu、Be、Cr、Ta依次加入合金成分，搅拌，精炼，扒渣，静置，出炉浇注，浇注温度为700-720℃，得Al-Cu-Cr-Be-Ta合金；
（2）按质量比2-3:1取纯铝和废铝作为基料加入熔化炉中加热熔化，当温度达到730-750℃时，加入步骤（1）制得的Al-Cu-Cr-Be-Ta合金，待其全部熔化后，调温至750-770℃，加入Zn、Mg、Cr、Mn、Nb、Zr合金成分，熔化后调温至735-755℃，加入熔液重量1.5-2.5%的精炼剂精炼15-20min，扒渣后调温至740-760℃，加入混合稀土金属，熔化后搅拌10-15min，取样分析，调整成分，使得合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：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，余量为Al；静置15-20min后出炉浇注，浇注温度为715-725℃，再通过连铸连轧工艺制成所需的铝合金材料；
（3）对上述制得的铝合金材料进行热处理：先以250-300℃/h升温至520-540℃，保温0.5-1h，然后强风风冷至200-250℃，保温2-3h，再以100-150℃/h升温至450-480℃，保温1-2h，然后以80-120℃/h降温至240-280℃，保温2-3h，再置于0-5℃冰水中降温至50℃以下，然后取出以40-50℃/h升温至80-90℃，保温15-20h，空冷至室温后以50-60℃/h升温至110-130℃，保温10-15h，再以20-40℃/h升温至180-200℃，保温5-10h，再以60-80℃/h降温至65-75℃，保温18-24h，空冷至室温即可。
2.根据权利要求1所述的一种高导电高强度稀土铝合金传输材料的制备方法，其特征在于，所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：氯化钠40-50、氯化钾25-35、白云石10-15、叶腊石8-12、水镁石10-15、硅藻土5-10、元明粉4-8、纯碱3-6、冰晶石粉7-11、光卤石粉6-9、耐火砖屑4-8；b、取白云石、叶腊石、水镁石、硅藻土混合均匀，1180-1240℃煅烧2-3h，水淬，粉碎，研磨，过80-100目筛，待用；b、将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至805-825℃，待其全部熔融后，加入步骤a制得的粉末，搅拌3-5min，静置冷凝后再粉碎成粉末状，与余下原料混合均匀，研磨，过100-150目筛即可。
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