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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102031464A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102031464A(43)申请公布日2011.04.27(21)申请号201010600804.7(22)申请日2010.12.22(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市四牌楼2号(72)发明人薛烽吴晓婧周健白晶孙扬善(74)专利代理机构南京天翼专利代理有限责任公司32112代理人汤志武(51)Int.Cl.C22C47/08(2006.01)C22C49/02(2006.01)C22C49/14(2006.01)C22C111/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称铜-钢纤维铜基复合材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种铜-钢纤维铜基复合材料,材料中Cu的含量为60-96%wt,其余为钢丝,在多道次冷拉拔后,钢丝在拉拔过程中沿形变方向产生与基体匹配的变形直至成为纤维状结构。一种铜-钢纤维铜基复合材料的制备方法,将钢丝按同一方向排列后置于铸模中,电解纯Cu在中频感应炉中加热熔化后,在1200-1300℃浇铸至预置有钢丝的铸模中成锭;铸锭在800-850℃下,沿钢丝排放的垂直方向进行热锻成棒坯,随后在室温下沿钢丝排放方向进行多道次冷拉拔,直至所需直径。本发明可以获得范围更宽的强度与导电率配合。CN102346ACCNN110203146402031467A权利要求书1/1页1.一种铜-钢纤维铜基复合材料,其特征在于,材料中Cu的含量为60-96%wt,其余为钢丝,在多道次冷拉拔后,钢丝在拉拔过程中沿形变方向产生与基体匹配的变形直至成为纤维状结构。2.一种权利要求1所述的铜-钢纤维铜基复合材料的制备方法,其特征在于,将钢丝按同一方向排列后置于铸模中,电解纯Cu在中频感应炉中加热熔化后,在1200-1300℃浇铸至预置有钢丝的铸模中成锭;铸锭在800-850℃下,沿钢丝排放的垂直方向进行热锻成棒坯,随后在室温下沿钢丝排放方向进行多道次冷拉拔,直至所需直径。3.如权利要求2所述的铜-钢纤维铜基复合材料的制备方法,其特征在于,对冷拉拔过程中的铜-钢纤维铜基复合材料进行350℃下的退火处理。2CCNN110203146402031467A说明书1/3页铜-钢纤维铜基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种高强度高导电率铜基材料,具体涉及铜-钢纤维复合材料及其制备方法。背景技术[0002]铜因具有优异的导电、导热、耐腐蚀性而被广泛应用于社会生产的各个领域。但纯铜强度、硬度较低,即便是通过加工硬化,强度和硬度仍不能满足人们的使用要求。随着科学技术的高速发展,对导电材料的高强度和高导电性能也提出了越来越高的要求,因此开发新的高强高导铜合金材料成为目前铜合金领域的研究热点之一。[0003]纤维增强法是指人为地在铜基体中加入定向排列的纤维或采用一定的工艺在铜基体中原位生成第二相纤维,纤维作为主要的承载体,而基体则是传递载荷的媒介。该方法可保持较高的导电率和强度综合匹配,同时制备方法简单,已成为高导电铜基材料的一个重要研究方向。[0004]目前外加增强纤维的铜基复合材料研究主要有铜-银、铜-铌、铜-铬等纤维复合,由于界面强度低,材料的强度受到一定影响。共晶合金的定向凝固可用于制备原位生长铜基复合材料,但由于凝固条件苛刻,制备工艺难以控制,而且适合的合金系十分有限,相关的研究仍处于初始阶段。与铜-银、铜-铌、铜-铬等纤维复合和定向凝固法相比,铜-钢纤维复合材料成本低廉,同时还有更突出的优点:①熔炼过程中只需熔化铜,钢丝按固定方向排列于模具中即可,熔炼工艺简单;②可通过使用镀铜钢丝的方法改善铜-钢丝界面结合强度。③可通过调整钢的质量百分数以及对冷拉拔过程中的铜-钢纤维铜基复合材料进行热处理,获得宽范围的强度与导电率配合。因此,在工业规模制备和应用范围方面,铜-钢复合材料具有很大潜力。发明内容[0005]本发明针对上述技术问题,提供了一种铜-钢复合材料及其制备方法,同时提供了通过热处理获得导电率与强度匹配的方法。[0006]本发明采用的技术方案如下:[0007]一种铜-钢纤维铜基复合材料,材料中Cu的含量为60-96%wt,其余为钢丝,在多道次冷拉拔后,钢丝在拉拔过程中沿形变方向产生与基体匹配的变形直至成为纤维状结构。[0008]一种铜-钢纤维铜基复合材料的制备方法,将钢丝按同一方向排列后置于铸模中,电解纯Cu在中频感应炉中加热熔化后,在1200-1300℃浇铸至预置有钢丝的铸模中成锭;铸锭在800-850℃下,沿钢丝排放的垂直方向进行热锻成棒坯,随后在室温下沿钢丝排放方向进行多道次冷拉拔,直至所需直径。[0009]有益效果:1、本发明的铜-钢复合材料中的钢丝沿形变方向产生与基体匹配的变形