一種銅材表面處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銅材表面強化處理方法，屬于金屬材料加工技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)的進步，銅已經在生產和生活中得到了應用，但是往往銅的強度和硬度都很低，使得其應用上有很多局限性；研究發(fā)現，加入其他合金元素固溶強化或第二相強化后，導電性會大幅降低，也難以達到使用的要求，影響其在電子行業(yè)的實用。而通過表面改性的方法(如化學鍍、電子束、激光束、氣相沉積、熱噴涂等)改善其性能的工藝比較復雜，對設備的要求較高，能耗比較大成本較高，并且很難大幅提高純銅的表面強度和硬度。近年來人們發(fā)現銅鈮合金將熔點及強度高的鈮與高導電導熱性的銅復合，具有優(yōu)良的特殊性能的材料。但由于銅鈮屬于難混溶體系常規(guī)的熔鑄工藝難以制備均質化的銅鈮復合材料?，F有復合技術有:形變復合法、機械合金化法及物理氣相沉積法，但他們制備出來的都是具有纖維流向的復合材料，其界面也不一定融合很好而且工藝及其復雜成本很高。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明為了解決現有技術中存在的問題，提供一種工序簡潔、成本低廉、經表面處理后表面性能得到很好強化的銅材表面處理方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術方案來實現的:
一種銅材表面處理方法，其特征在于，具體依次包括如下步驟:
(1)選取銅材，所述銅材的純度彡99.97%，其板厚為2~5mm ；
(2)將銅材于500~600°C的溫度下退火3小時；
(3)在銅材表面通過高能離子注入的方法將鈮滲到基體的表面，所述使用的鈮的純度彡 99.95% ；
(4)在真空環(huán)境下使用表面納米化試驗機對銅板進行撞擊變形處理10~20min，處理溫度為室溫，最終制得表面處理后的銅材。
[0005]作為優(yōu)選，步驟(4)中所述撞擊變形處理過程中表面納米化試驗機的試驗頻率為30HZ，鋼球為150顆。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所述方法融合了退火工藝和高能離子注入的方法，將鈮滲到銅材表面，該方法制得的銅材的表面強化度高，導電性強，而且過程簡潔易于控制，設備投入少，易于維護，成本低廉，值得推廣。
【具體實施方式】
[0007]下面結合【具體實施方式】，對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于所述內容。
[0008]一種銅材表面處理方法，具體依次包括如下步驟:
(I)選取純度為99.99%、板厚為Imm的銅板； (2)將銅板在550°C溫度下進行3小時的常規(guī)退火處理；
(3)在銅材表面通過高能離子注入的方法將鈮滲到基體的表面，所述使用的鈮的純度彡99.95% ;所述高能離子注入方法的參數:真空度為0.5 X 10-4，能量lOOkeV，注入計量3X10-17 1ns/cm2 ；
(4)在室溫下，真空環(huán)境下設置表面納米化試驗機的參數為頻率為30Hz，150顆鋼球分別對銅板兩個表面進行15分鐘撞擊變形處理，從而最終制得的高強度高導電性表面滲鈮銅材。
[0009]制備的表面滲鈮銅材料表面具有極高的強度和硬度，表面顯微硬度可達1.5Gpa，總屈服強度可達220Mpa，導電性和純銅接近，室溫電阻率1.79 X 10-8 Ω.m。
[0010]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種銅材表面處理方法，其特征在于，具體依次包括如下步驟: (1)選取銅材，所述銅材的純度彡99.97%，其板厚為2?5mm ; (2)將銅材于500?600°C的溫度下退火3小時； (3)在銅材表面通過高能離子注入的方法將鈮滲到基體的表面，所述使用的鈮的純度彡 99.95% ； (4)在真空環(huán)境下使用表面納米化試驗機對銅板進行撞擊變形處理10?20min，處理溫度為室溫，最終制得表面處理后的銅材。2.根據權利要求1所述銅材表面處理方法，其特征在于:步驟(4)中所述撞擊變形處理過程中表面納米化試驗機的試驗頻率為30HZ，鋼球為150顆。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銅材表面處理方法。所述方法具體依次包括如下步驟：(1)選取銅材，所述銅材的純度≥99.97％，其板厚為2～5mm；(2)將銅材于500～600℃的溫度下退火3小時；(3)在銅材表面通過高能離子注入的方法將鈮滲到基體的表面，所述使用的鈮的純度≥99.95％；(4)在真空環(huán)境下使用表面納米化試驗機對銅板進行撞擊變形處理10～20min,處理溫度為室溫,最終制得表面處理后的銅材。本發(fā)明所述方法融合了退火工藝和高能離子注入的方法，將鈮滲到銅材表面，該方法制得的銅材的表面強化度高，導電性強，而且過程簡潔易于控制，設備投入少，易于維護，成本低廉，值得推廣。
【IPC分類】C22F1/08, C23C10/00
【公開號】CN105063523
【申請?zhí)枴緾N201510387413
【發(fā)明人】張興良
【申請人】江陰市盛園銅材有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月3日