本發(fā)明涉及金屬加工，尤其涉及一種鉭阻斷層金屬帶材及制備方法。

背景技術(shù)：

1、在銅合金線材或帶材表面電鍍鎳層可有效防止銅合金在高溫下氧化，具有良好的防護(hù)效果。但是當(dāng)線材或帶材長(zhǎng)期在高溫下使用時(shí)，鎳元素與銅元素會(huì)發(fā)生金屬擴(kuò)散現(xiàn)象而形成銅鎳合金，導(dǎo)致表面的鎳層失效。同時(shí)，在一些氧化氛圍長(zhǎng)期使用的領(lǐng)域需要的鎳保護(hù)層厚度較大，達(dá)到60μm～2mm，電鍍工藝無法實(shí)現(xiàn)鍍層的良好附著性和機(jī)械性能。

2、因此本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于開發(fā)一種可以克服在高溫狀態(tài)下兩種金屬擴(kuò)散問題的鉭阻斷層金屬帶材及制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可以克服在高溫狀態(tài)下兩種金屬擴(kuò)散問題的鉭阻斷層金屬帶材及制備方法。

2、為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種鉭阻斷層金屬帶材，包括金屬內(nèi)芯1和包覆所述金屬內(nèi)芯的外金屬層，所述金屬內(nèi)芯和外金屬層分別為不同材質(zhì)金屬制成，所述金屬內(nèi)芯和外金屬層之間設(shè)置有鉭阻斷層，所述鉭阻斷層的厚度為20μm～50μm。鉭的硬度適中，富有延展性，其熱膨脹系數(shù)很小，熔點(diǎn)達(dá)到近3000℃，具有較高的穩(wěn)定性，所以適用于作為不同材質(zhì)金屬之間的阻斷層，克服了在高溫狀態(tài)下兩種金屬之間的擴(kuò)散問題。

3、進(jìn)一步的，所述金屬內(nèi)芯為銅、銅合金、銀、銀合金、鋁和鋁合金中的任一種。

4、進(jìn)一步的，所述外金屬層為鎳、銀和銅中的任一種。

5、一種上述鉭阻斷層金屬帶材的制備方法，包括以下步驟：

6、s1.材料預(yù)處理：所述鉭阻斷層的初始狀態(tài)為鉭套管，所述金屬內(nèi)芯的初始狀態(tài)為金屬棒材，所述外金屬層的初始狀態(tài)為外金屬套管，將所述鉭套管、所述金屬棒材和所述外金屬套管分別清洗干凈表面；

7、s2.鉭套管組裝：將金屬棒材放在所述鉭套管內(nèi)，封閉鉭套管的一端，打磨表面，去除表面的氧化物和凸起；

8、s3.外金屬套管組裝：將鉭套管放在所述外金屬套管套內(nèi)，封閉外金屬套管套的一端，打磨其表面，去除氧化物和凸起，得到3種材質(zhì)組合的復(fù)合棒材；

9、s4.拉拔：將復(fù)合棒材的厚度拉拔至第一中間厚度；

10、s5.棒材處理：打磨拉拔后的棒材表面，并清洗和進(jìn)行退火處理；

11、s6.熱軋：將第一中間厚度的復(fù)合棒材的厚度熱軋至第二中間厚度；

12、s7.冷軋：將第二中間厚度的復(fù)合棒材冷軋至目標(biāo)厚度；

13、s8.退火：對(duì)成品進(jìn)行退火處理，消除應(yīng)力，得到鉭阻斷層金屬帶材成品。

14、進(jìn)一步的，所述金屬棒材為銅合金棒，所述外金屬套管為鎳套管。

15、進(jìn)一步的，步驟s1中包括以下步驟：

16、s1.1.銅合金棒預(yù)處理：將銅合金棒在真空氛圍中進(jìn)行退火處理，退火溫度400～600℃，然后分別用400目、800目、1200目砂紙依次打磨銅合金棒表面；

17、s1.2.鉭套管、鎳套管的表面處理：用堿液和酸液依次分別清洗鉭套管和鎳套管的內(nèi)外表面，然后在超聲波清洗池中清洗12h，最后用無水乙醇沖洗后烘干備用。

18、進(jìn)一步的，在步驟s2和s3中，所述封閉為焊接封閉，焊接方式為氬弧焊或氫氧焊；

19、進(jìn)一步的，在步驟s4中，用軋頭機(jī)軋制復(fù)合棒材頭部，軋頭加工量10％，再進(jìn)行熱拉拔，拉拔溫度為700～800℃，道次加工量20～40％，加工至第一中間厚度。

20、進(jìn)一步的，步驟s5為用細(xì)砂紙或砂布打磨棒材表面并清洗，清洗后進(jìn)行退火處理，處理溫度700～900℃，處理氛圍為保護(hù)氣氛或真空，處理時(shí)間為30～60分鐘；

21、進(jìn)一步的，步驟s6中熱軋溫度為500～600℃，道次加工量為10～30％，熱軋至第二中間厚度，所述第二中間厚度為目標(biāo)厚度的2～3倍。

22、進(jìn)一步的，步驟s7冷軋道次加工量為10％～20％，冷軋4～6道次后，退火溫度為300～400℃，氛圍真空或保護(hù)氣氛，退火時(shí)間為30～60分鐘；

23、進(jìn)一步的，步驟s8中對(duì)成品進(jìn)行退火處理，退火溫度350℃，氛圍真空，退火時(shí)間60分鐘。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括：

25、(1)本發(fā)明的鉭阻斷層金屬帶材中由鉭作為兩種不同金屬之間的阻斷層，經(jīng)過多次拉拔加工后，可以有效克服兩種不同金屬間在高溫狀態(tài)下相互擴(kuò)散的問題，確保兩種不同金屬長(zhǎng)時(shí)間且可靠的處于合適的工作狀態(tài)。

26、(2)本發(fā)明的鎳包銅帶材加工方法，經(jīng)過多次拉拔加工后，外金屬層與基體的結(jié)合強(qiáng)度高，鎳、鉭均具有良好的韌性及延展性，因此表面質(zhì)量比較好；鎳、鉭層致密且具有足夠的厚度，因此外金屬層表面質(zhì)量好、無孔隙等缺陷，可制備厚度50μm～至2mm級(jí)的連續(xù)鎳層。

27、(3)本發(fā)明采用鉭作為銅、鎳金屬之間的阻斷層，可有效避免鎳包覆銅合金帶材在高溫、長(zhǎng)時(shí)間、氧化氛圍下銅鎳元素?cái)U(kuò)散，提高了帶材的性能穩(wěn)定性和使用壽命。

28、(4)本發(fā)明適用范圍廣，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)原理，采用鉭可作為銅(或銅合金)、鎳金屬之間或銅(或銅合金)、銀(或銀合金)金屬之間或銅(或銅合金)、鋁(或鋁合金)金屬之間的阻斷層也是可行的，可用于其他鎳包覆銀、銀包覆銅、銅包覆鋁等帶材的加工。

技術(shù)特征：

1.一種鉭阻斷層金屬帶材，包括金屬內(nèi)芯(1)和包覆所述金屬內(nèi)芯(1)的外金屬層(3)，其特征在于：所述金屬內(nèi)芯(1)和外金屬層(3)分別為不同材質(zhì)金屬制成，所述金屬內(nèi)芯(1)和外金屬層(3)之間設(shè)置有鉭阻斷層(2)，所述鉭阻斷層(2)的厚度為20μm～50μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭阻斷層金屬帶材，其特征在于：所述金屬內(nèi)芯(1)為銅、銅合金、銀、銀合金、鋁和鋁合金中的任一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉭阻斷層金屬帶材，其特征在于：所述外金屬層(3)為鎳、銀和銅中的任一種。

4.一種權(quán)利要求1至3任一所述鉭阻斷層金屬帶材的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉭阻斷層金屬帶材的制備方法，其特征在于：所述金屬棒材為銅合金棒，所述外金屬套管為鎳套管。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉭阻斷層金屬帶材的制備方法，其特征在于：步驟s1中包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉭阻斷層金屬帶材的制備方法，其特征在于：在步驟s2和s3中，所述封閉為焊接封閉，焊接方式為氬弧焊或氫氧焊；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉭阻斷層金屬帶材的制備方法，其特征在于：步驟s5為用細(xì)砂紙或砂布打磨棒材表面并清洗，清洗后進(jìn)行退火處理，處理溫度700～900℃，處理氛圍為保護(hù)氣氛或真空，處理時(shí)間為30～60分鐘；

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉭阻斷層金屬帶材的制備方法，其特征在于：步驟s7冷軋道次加工量為10％～20％，冷軋4～6道次后，退火溫度為300～400℃，氛圍真空或保護(hù)氣氛，退火時(shí)間為30～60分鐘；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種鉭阻斷層金屬帶材及制備方法，包括金屬內(nèi)芯和包覆所述金屬內(nèi)芯的外金屬層，所述金屬內(nèi)芯和外金屬層分別為不同材質(zhì)金屬制成，所述金屬內(nèi)芯和外金屬層之間設(shè)置有鉭阻斷層，鉭作為兩種不同金屬之間的阻斷層，鉭阻斷層的厚度為20μm～50μm。經(jīng)過多次拉拔加工后，可以有效克服兩種不同金屬間在高溫狀態(tài)下相互擴(kuò)散的問題，確保兩種不同金屬長(zhǎng)時(shí)間且可靠的處于合適的工作狀態(tài)，可有效避免鎳包覆銅合金帶材在高溫、長(zhǎng)時(shí)間、氧化氛圍下銅鎳元素?cái)U(kuò)散，提高了帶材的性能穩(wěn)定性和使用壽命。當(dāng)外金屬層為鎳層時(shí)，可制備厚度50μm～2mm級(jí)的連續(xù)鎳層。

技術(shù)研發(fā)人員：王小宇,劉奇,薄新維,姚志遠(yuǎn),韓校宇,何浩然,任冰朗,周楊,黎靜,潘時(shí)龍,李睿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶材料研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8