一种耐高温的细晶高导电铜材及其制备方法与流程

本发明属于电子通讯用高性能铜材，具体涉及一种耐高温的细晶高导电铜材及其制备方法。

背景技术：

1、随着电子行业的发展，高导电、高温细晶的铜带/箔在新能源汽车及高铁用的电子零部件中获得了广泛的应用。

2、纯铜因其优良的导电性和导热性可以很好的满足新能源汽车和高铁领域的应用，但高温下其晶粒的长大将使零件失效，在车辆行驶过程中造成安全隐患。

3、通常，添加合金元素可以抑制其高温下晶粒的长大，但合金元素对纯铜导电性能影响较大，随着合金元素含量的增加将降低铜的导电性能，难以很好的兼顾导电率和高温下的晶粒尺寸。如何获得高导电、耐高温细晶铜材是目前高性能铜材研究的重要方向。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种耐高温的细晶高导电铜材及其制备方法，能够兼顾铜的导电性和高温组织稳定性。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种耐高温的细晶高导电铜材，按质量分数计，包括如下原料：

3、铁：8~50ppm，硫：15~20ppm，锰：10~15ppm，钛：20~25ppm，铝：10~20ppm，铬：5~10ppm，余量为铜和不可避免的杂质。

4、作为本发明的进一步改进，所述杂质的总含量低于15ppm。

5、作为本发明的进一步改进，该铜材的导电率在100%iacs以上，且在1065℃保温10min处理后，该铜材的平均晶粒尺寸小于150μm。

6、按照本发明的另一个方面，提供一种耐高温的细晶高导电铜材的制备方法，用于制备所述的耐高温的细晶高导电铜材，包括如下步骤：

7、（1）制备铸锭：

8、称取所述原料加入熔炉中熔炼得到铸锭；

9、（2）热轧：将所述铸锭进行热轧，得到热轧板；

10、所述热轧的工艺为：开轧温度为700℃~750℃，其中第一道次变形量为30%~50%，轧制总变形量为80%~90%，终轧温度为400℃~500℃；

11、（3）冷轧及退火：将所述热轧板采用变形量为50%~55%的冷轧，然后进行第一次退火；随后进行变形量为70%~73%的冷轧，然后进行第二次退火；随后进行变形量为80%~85%的冷轧，最后进行第三次退火。

12、本发明实施例所述的铜材，包括但不限于铜带、铜箔等。

13、作为本发明的进一步改进，步骤（3）中，

14、所述第一次退火的工艺为：300℃~350℃保温2~5min；

15、所述第二次退火的工艺为：300℃~350℃保温2~5min；

16、所述第三次退火的工艺为：300℃保温1~2min。

17、作为本发明的进一步改进，步骤（1）中，

18、所述熔炼的过程中，通入纯度为99.99%的纯氮气或纯度为99.999%的高纯氮气。

19、需要说明的是，本发明的制备方法中，若未特别说明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。例如步骤（1）中，制备铸锭的熔炼工艺为常规现有技术；步骤（3）中，如何实现变形量为50%~55%的冷轧、变形量为70%~73%的冷轧以及变形量为80%~85%的冷轧为本领域技术人员所熟知的常规手段，只要能够使变形量控制在该范围内即可。

20、本发明熔铸中氮气的引入，结合设定的合金元素可以在凝固过程中形成弥散的多种化合物，如含氮化合物；采用较低的热轧温度，可抑制第二相回熔和粗化；再经过后续冷轧变形，能够产生强烈的加工硬化和极高的位错密度，最后结合适当的退火工艺形成细小的晶粒，可以有效抑制高温下晶粒的长大。

21、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

22、（1）本发明熔炼过程中通入氮气，通过控制热轧变形量及终轧温度，获得合适的热轧组织，再结合设定的冷轧及退火工艺制备的铜材可以在高温下获得尺寸较细的晶粒，较好的兼顾了导电性和高温组织稳定性，获得高性能铜材。

23、（2）本发明通过微量合金元素的复合添加，能够避免稀土或贵金属元素的添加，成本低廉，且添加的合金元素不易烧损，容易控制其含量。

24、（3）本发明的制备方法采用的工艺容易控制，成本低廉，适合工业化生产。

25、（4）本发明的耐高温的细晶高导电铜材，导电率在100%iacs以上；在1065℃保温10min处理后，平均晶粒尺寸小于150μm。

1.一种耐高温的细晶高导电铜材，其特征在于，按质量分数计，包括如下原料：

2.根据权利要求1所述的耐高温的细晶高导电铜材，其特征在于，所述杂质的总含量低于15ppm。

3.根据权利要求1或2所述的耐高温的细晶高导电铜材，其特征在于，该铜材的导电率在100%iacs以上，且在1065℃保温10min处理后，该铜材的平均晶粒尺寸小于150μm。

4.一种耐高温的细晶高导电铜材的制备方法，用于制备权利要求1-3任一项所述的耐高温的细晶高导电铜材，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的耐高温的细晶高导电铜材制备方法，其特征在于，步骤（3）中，

6.根据权利要求4或5所述的耐高温的细晶高导电铜材制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述熔炼的过程中，通入纯度为99.99%的纯氮气或纯度为99.999%的高纯氮气。