本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金屏蔽材料及其制備方法，屬于有色金屬加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的不斷提高，超高壓特高壓輸電網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)改造的進(jìn)一步加快，“十一五”期間電纜工業(yè)獲得了快速發(fā)展。電纜主要由導(dǎo)電線芯、絕緣層、密封護(hù)套和保護(hù)覆蓋層四部分組成。其中保護(hù)覆蓋層主要用來(lái)保護(hù)密封護(hù)套免受機(jī)械損傷。一般采用鍍鋅鋼帶、鋼絲或銅帶、銅絲等作為鎧甲包繞在護(hù)套外，鎧裝層主要起防止外界電磁波干擾的作用。因此，保護(hù)覆蓋層材料應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)電能力和抗電磁屏蔽性能。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子電氣設(shè)備的日益更新，電磁波譜也不僅僅停留在無(wú)線電波范圍內(nèi)，正迅速向低端聲頻、次生頻和高端光頻擴(kuò)展，從而使電磁輻射引發(fā)的電磁干擾已經(jīng)成為繼水污染、空氣污染和噪音污染的第四大社會(huì)公害。電磁干擾不僅影響通信設(shè)備、電子設(shè)備工作的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性，而且危害人類身體健康。特別是在某些惡劣環(huán)境下，電磁環(huán)境趨于復(fù)雜化，除了雷電、靜電等自然電磁干擾源之外，還出現(xiàn)了干擾效果更為強(qiáng)烈的人為干擾源，如無(wú)線電通信、導(dǎo)航等釋放的干擾。所以，對(duì)電線電纜保護(hù)覆蓋層材料的抗電磁屏蔽性能提出了更高的要求。目前，廣泛使用的屏蔽材料主要是傳統(tǒng)的高導(dǎo)電金屬材料和鐵磁性材料。但以上材料都存在電磁屏蔽頻段窄，低頻段屏蔽效能不理想的缺點(diǎn)。因此，提高電磁屏蔽效能和拓寬頻率范圍是電磁屏蔽防護(hù)材料最重要的研究?jī)?nèi)容。銅及銅合金具有較高強(qiáng)度、韌性好、耐磨、延展性好、導(dǎo)電導(dǎo)熱性高、優(yōu)良的耐腐蝕能力等性能特點(diǎn)，廣泛地使用于電子電器、航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。雖然銅及銅合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，能在高頻環(huán)境下具有良好的抗電磁屏蔽性能，但在低頻段電磁屏蔽效果不理想。因此，開發(fā)出一種具有高導(dǎo)電率高電磁屏蔽效能(屏蔽頻率寬)的銅合金已迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的是彌補(bǔ)現(xiàn)有銅合金性能的不足，開發(fā)出一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電率銅合金屏蔽材料及其制備方法。一種高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金屏蔽材料，它的重量百分比組成為：Cr0.05～0.75％，Zr0.01～0.05％，Ag0.012～0.12％，F(xiàn)e0.005～0.05％，B0.002～0.01％，其余為Cu，其中，銀與鋯的質(zhì)量比為1.2～2.4。所添加合金元素的作用：鉻：鉻元素主要在時(shí)效過(guò)程中以單質(zhì)鉻析出，提高合金的強(qiáng)度和電導(dǎo)率。由于鉻元素在銅中最大的溶解度為0.75％。因此，本發(fā)明的銅合金的Cr含量小于0.75％，當(dāng)鉻含量小于0.05％，對(duì)合金強(qiáng)度的提高不明顯。鋯：由銅-鋯二元相圖可知，鋯元素在時(shí)效過(guò)程中會(huì)與銅結(jié)合，形成銅鋯析出相，提高合金的強(qiáng)度和電導(dǎo)率，通常鋯含量為0.02～0.16％。但由于銅鋯析出相是一種圓盤狀，慣習(xí)面為基體{111}面的析出相，所以鋯元素對(duì)銅鋯或銅鉻鋯系合金強(qiáng)度貢獻(xiàn)不是很大。另外，鋯元素銅合金熔煉過(guò)程中容易燒損，回收率低。因此，本發(fā)明選擇用銀元素代替部分鋯元素，對(duì)銅鉻鋯系合金的成分進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì)。故本發(fā)明中鋯元素的含量為0.01～0.05％，主要作用是在時(shí)效過(guò)程中促進(jìn)單質(zhì)鉻相的析出和抑制單質(zhì)鉻相的長(zhǎng)大，提高合金的高溫穩(wěn)定性。銀：少量的銀元素除了可以在不明顯減低合金電導(dǎo)率的前提下，提高合金的強(qiáng)度和抗高溫軟化性能外，還對(duì)析出相有著顯著的影響。在本發(fā)明中添加以銀元素，不僅僅可以抑制單質(zhì)鉻相的長(zhǎng)大，還能抑制銅鋯相、單質(zhì)鐵相和硼鉻相的長(zhǎng)大，從而提高合金的強(qiáng)度和電導(dǎo)率?？紤]到銀和鋯元素在對(duì)析出相和合金性能上具有相類似的作用，現(xiàn)用銀代替鋯。因此，Ag/Zr的原子比應(yīng)為1～2，即Ag/Zr的質(zhì)量比為1.2～2.4。所以，對(duì)應(yīng)的銀含量為0.012～0.12％。鐵：由銅-鐵二元相圖可知，在1096℃時(shí)，鐵在銅中的最大固溶度為4％，但在300℃以下，鐵在銅中的固溶度只有不到0.0004％，因此，在合金中添加0.005～0.05％，能顯著提高合金的強(qiáng)度，并且能改善合金的抗電磁屏蔽性能。硼：由銅-硼二元相圖可知，在共晶溫度1013℃時(shí)，硼在銅中的最大溶解度為0.05wt％，隨著溫度的下降迅速降低到零，但硼與銅不形成化合物，但可以與鉻相結(jié)合，形成硼鉻化合物，進(jìn)一步凈化基體，提高合金的電導(dǎo)率，能顯著提高合金的抗電磁屏蔽效能，特別是低頻段電磁屏蔽性能。但是當(dāng)合金中的硼含量超過(guò)0.01％時(shí)，合金中沒有多余的鉻與硼結(jié)合，容易產(chǎn)生硼過(guò)量，會(huì)降低合金的電磁屏蔽性能。而硼含量低于0.002％時(shí)，合金的抗電磁屏蔽性能不明顯。因此，本發(fā)明中硼含量為0.002～0.01％。本發(fā)明的另一目的是提供上述高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金屏蔽材料的制備加工方法。一種高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金屏蔽材料的制備加工方法，包括以下工藝流程：a.按照質(zhì)量百分比進(jìn)行配料、投料、熔煉及鑄造，b.熱軋，c.固溶處理，d.一次冷軋，e.時(shí)效處理，f.二次冷軋，g.退火處理。步驟a中，采用真空中頻感應(yīng)爐進(jìn)行熔鑄，所述的熔煉的溫度為1200～1250℃，所述鑄造的溫度控制在1100～1150℃。在熔煉前，在氧化鎂坩堝中加入電解銅、純銀、純鐵、Cu-5％Cr、Cu-10％Zr和Cu-3％B中間合金，將溫度升至1200～1250℃，待電解銅銅熔化后，抽真空，真空度小于0.1Pa，然后再通入氮?dú)?，待熔體完全熔化后，均勻攪拌，保溫10min后澆鑄。步驟b中，將上述合金鑄錠在步進(jìn)箱式爐中進(jìn)行加熱，溫度為900～950℃，保溫時(shí)間為1～5h，然后再進(jìn)行熱軋，終軋溫度控制在750～800℃，隨后進(jìn)行水冷。步驟c中，將熱軋后板材放置箱式退火爐進(jìn)行固溶處理，固溶處理溫度為900～1000℃，保溫時(shí)間為1～4h，冷卻方式為水冷。步驟d中，將固溶處理后的板材進(jìn)行一次冷軋，加工率為70～90％。步驟e中，將冷軋后的板材放置箱式退火爐進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理溫度為400～500℃，保溫時(shí)間為4～10h，冷卻方式為空冷。步驟f中，將時(shí)效處理后的板材進(jìn)行二次冷軋，加工率為50～70％。步驟g中，將冷軋后的板材放置在箱式退火爐中進(jìn)行退火處理，退火溫度為400～600℃，保溫時(shí)間為1～6h。此過(guò)程主要控制退火溫度來(lái)調(diào)控合金組織與性能的關(guān)系，尤其提高合金電磁屏蔽性能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過(guò)對(duì)銅合金進(jìn)行成分設(shè)計(jì)和優(yōu)化，獲得一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電率銅合金屏蔽材料，其化學(xué)成分為：鉻含量為0.05～0.75％，鋯含量為0.01～0.05％，銀含量為0.012～0.12％，鐵含量為0.005～0.05％，硼含量為0.002～0.01％，其中合金銀與鋯的元素質(zhì)量比滿足：1.2≤Ag/Zr≤2.4。另外，為了保證合金同時(shí)具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率和優(yōu)良的電磁屏蔽性能，本發(fā)明開發(fā)出了一種適用于上述銅合金的制備加工方法，經(jīng)加工熱處理后的銅合金材料抗拉強(qiáng)度為500～550MPa，電導(dǎo)率為88～93％IACS，延伸率為6～15％，抗電磁屏蔽性能90～150dB(頻率：50kHz～1GHz)，完全滿足電線電纜對(duì)保護(hù)覆蓋層材料的使用要求。下面通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。具體實(shí)施方式本發(fā)明的高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金屏蔽材料，它含有如下重量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)成分：Cr0.05～0.75％，Zr0.01～0.05％，Ag0.012～0.12％，F(xiàn)e0.005～0.05％，B0.002～0.01％，其余為Cu。其中，所述銅合金中成分的質(zhì)量比滿足：1.2≤Ag/Zr≤2.4。上述高強(qiáng)高導(dǎo)電銅合金屏蔽材料的制備及加工方法，包括以下工藝流程：a.按照質(zhì)量百分比進(jìn)行配料、投料、熔煉及鑄造，b.熱軋，c.固溶處理，d.一次冷軋，e.時(shí)效處理，f.二次冷軋，g....