[發明專利]高強高導銅合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201410262431.5
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104004939A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 郝發強;周尚智;安思寧;張玉武;楊海;康鐳鏷;王嘉英;包仲齊
• 申請（專利權）人: 甘肅大鑫銅業有限責任公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 張真

技術領域

本發明屬于導電銅合金，主要涉及用于電氣工業高強高導銅合金。

背景技術

目前，市場上的各種鉻青銅合金導電性能好，普遍使用于電氣工業制作電極、觸頭元件等，且能滿足一般要求。但隨著現代科學技術和工業的快速發展，銅合金的環境越來越趨于復雜化，對銅合金的性能提出了更高的要求。如，觸頭元件是公認的斷路器高壓真空開關的關鍵部件，觸頭材料在很大程度上決定了斷路器的發展，在實際應用中，現有產品的彈性恢復能力較差，還難以滿足特高壓建設的要求；高速鐵路等行業存在大量的高溫、強腐蝕等環境，要求材料必須具有良好的綜合性能，來滿足安全運行的要求。

發明內容

本發明的目的在于避免現有技術的不足，提供一種高強高導銅合金及其制備方法。已解決高速鐵路行業在高溫、強腐蝕環境下，要求銅合金必須具有良好的綜合性能，以滿足安全運行的要求。

本發明的又一目的提供一種高強高導銅合金制備方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種高強高導銅合金，其主要特點在于：按質量百分比的組成為鉻0.6～0.9％，錳0.2～0.6％，硼0.4～0.8％，其余為銅，其中雜質不大于0.5％。

一種高強高導銅合金的制備方法，其主要特點在于包括如下步驟：

(1).按質量百分比進行配料；選用不小于99.90％的電解銅，含鉻5～7％的銅鉻中間體，含硼4～10％的銅硼合金，不小于97％的金屬錳為原料；木炭硼砂覆蓋劑為機制木炭、顆粒均勻，硼砂為工業用；

(2).對中頻感應爐進行準備；

(3).合金熔煉，包括如下步驟：

①在中頻爐中加入100-150kg電解銅，并將中頻爐功率升至350-400KW,直至電解銅完全熔化，并鋪上烘干的木炭硼砂覆蓋劑，且爐內溫度達到1200-1300℃時，依次向爐內加入金屬錳4-5kg、銅硼合金40-80kg，再保溫0.5-1小時；

②向爐中加入600-650kg電解銅，將中頻爐功率升至650-800KW,電解銅完全熔化，溫度達到1750-1800℃時，將木炭硼砂覆蓋劑撈清，加入銅鉻中間合金85-128kg，并加入冰晶石0.8-1.2kg，再次鋪上木炭硼砂覆蓋劑，精煉30-40分鐘。

所述的高強高導銅合金的制備方法，還包括如下步驟：

(4).爐前化驗：取樣、制樣、使用X熒光光譜儀或化學分析方法，檢測爐內合金化學成份；

(5).出爐：清渣，出爐澆鑄，澆鑄溫度為1250—1300℃，同時進行電磁攪拌。

所述的高強高導銅合金的制備方法，所述的步驟(2)中所述的對中頻感應爐進行準備的步驟為：

(1)檢查中頻爐感應線圈與爐體絕緣以及線圈上耐火膠泥完整，如有破損補全膠泥的裂縫、殘缺，自然干燥后將爐內溫度升高至400-500℃，烘烤2-3小時；

(2)在中頻爐爐底鋪8-10mm石棉板，爐壁貼1-1.5mm的石棉板；

(3)使用高鋁干式搗打料，并用筑爐器筑爐，搗打完爐底后，放入紫銅板制成的爐芯樣板，然后搗打爐壁；

(4)使用高鋁干式搗打料和硼酸及磷酸二氫鋁液的混合物，筑打爐口與爐嘴；

(5)爐體筑完后，即可進入烤爐步驟。

所述的高強高導銅合金的制備方法，所述的步驟(2)中所述的對中頻感應爐進行準備的步驟還包括有：所述搗打的爐膽底厚為150-200mm，爐壁厚為100-160mm。

所述的高強高導銅合金的制備方法，所述的步驟(2)中所述的對中頻感應爐進行準備的步驟還包括有：所述的筑打爐膽容積為1-1.5噸，中頻爐頻率為250-750HZ，功率為20-650KW。

所述的高強高導銅合金制備方法，在所述的步驟(2)中，爐底打完后，在爐底與爐壁結合部的爐底部分向下挖45-55mm，直徑為380-400mm的坑。

所述的高強高導銅合金的制備方法，所述的步驟(2)中所述的對中頻感應爐進行準備的步驟還包括有烤爐步驟為：

(1)將中頻爐爐芯內裝入感應碳晶，爐頭、爐口放置感應鐵，即可開始升溫烤爐；

(2)從常溫開始升溫，中頻爐內起初功率為15-20KW，以5KW/h的速率升溫，直至功率達到30-35KW,此時爐內溫度達到200-250℃時，進行保溫；升溫、保溫時間不少于6小時；同時，觀察爐口、爐頭有無蒸汽溢出，爐口處若過量膨脹，則延長保溫時間，當爐口無蒸汽溢出，方可繼續升溫；