[發明專利]一種Cu?Cr?Zr?Mg合金棒材的制備方法

有效

• 申請號: 201610128200.4
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105714133B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 甘春雷;鄭開宏;王海艷;王順成;李繼林;董曉蓉
• 申請（專利權）人: 廣東省材料與加工研究所
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C9/00;C22F1/08;B21C37/04
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所44216
• 代理人: 千知化

技術領域

本發明涉及有色金屬制備技術領域，特別是涉及一種Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制備方法。

背景技術

Cu-Cr-Zr系合金是一類重要的功能結構材料，因其同時兼有強度、硬度高，導電、導熱性高，抗高溫軟化能力優異，焊接性能優良，耐磨性和減磨性好等顯著特點而受到廣泛重視，在核裝備、高鐵接觸導線、大型集成電路引線框架、電阻焊電極和連鑄結晶器等方面得到廣泛的應用，是最具發展潛力的高強高導型銅合金，已成為世界各工業國競相研究和開發的重點。

目前開發的Cu-Cr-Zr系合金棒材一般制備工藝為：真空熔鑄→熱擠壓→加熱→淬火→拉伸→時效→拉伸。該工藝雖然能夠制備綜合性能良好的Cu-Cr-Zr系合金棒材，但工藝流程較長且在加熱-淬火工序中加熱溫度達900~975℃[鐘衛佳, 馬可定, 吳維治, 《銅加工技術實用手冊》, 北京: 冶金工業出版社, 2007: p206]，能源消耗大，淬火導致金屬表面氧化嚴重，增加了金屬損耗，且需配備專門的加熱和淬火設備，致使生產成本增加，嚴重限制了Cu-Cr-Zr系合金的進一步推廣和應用。

發明內容

本發明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種流程短、成本低、性能高的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制備方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：本發明所述的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制備方法，由以下步驟組成：

1）以陰極銅，銅鉻、銅鋯和銅鎂中間合金為原料，在真空度為0.1~1Pa，1300~1400℃下熔化，鑄型預熱溫度為80~150℃，在氬氣氣氛下

澆注出Cu-Cr-Zr-Mg合金鑄坯；

2）將Cu-Cr-Zr-Mg合金鑄坯鋸切處理后，加熱至910~950℃，保溫30~100min，同時將擠壓筒和擠壓模具預熱至400~600℃；

3）將Cu-Cr-Zr-Mg合金鑄坯熱擠壓成棒材，進行水封處理，水溫為20~30℃在線淬火，時間為20~60min；

4）將Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材室溫拉拔；

5）將室溫拉拔后的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材在氬氣氣氛下時效處理，時效處理溫度為400~500℃，時間為1~6h，冷卻方式為空冷或隨爐冷卻。

所述銅鉻合金中鉻含量為10~15%。

所述銅鋯合金中鋯含量為20~30%。

所述銅鎂合金中鎂含量為20~25%。

本發明的優點在于：

1.本發明將Cu-Cr-Zr合金棒材傳統制備工藝中熱擠壓-加熱-淬火3道工序簡化為熱擠壓-水封處理2道工序，并實現了在線淬火，省卻了傳統工藝中的加熱工序及相應的加熱設備，有利于降低能源消耗，減少金屬損耗，提高生產效率，降低生產成本，適合于批量工業生產。

2.采用本發明制備的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材抗拉強度≥550MPa、延伸率≥6.0%，導電率≥80%IACS，具有優良的力學性能和導電性能，在電阻焊電極、導電嘴等要求高強度高導電性能的使用領域具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

下面結合具體實例對本發明的技術方案作進一步的說明。

實施例1

直徑尺寸為Φ6mm的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材制備方法。

以陰極銅、銅鉻、銅鋯和銅鎂為原料，所述銅鉻合金中鉻含量為10%，所述銅鋯合金中鋯含量為20%，所述銅鎂合金中鎂含量為20%。首先將原料在1400℃下熔化，真空度為0.1Pa，在氬氣保護氣氛下澆注出Cu-0.9Cr-0.3Zr-0.2Mg合金鑄坯，鑄型預熱溫度為150℃；將合金鑄坯鋸切處理后加熱至950℃，保溫100min，同時將擠壓筒和擠壓模具預熱至400℃；將合金鑄坯熱擠壓成直徑尺寸為Φ13mm的棒材，并進行水封處理，實現在線水淬，水溫為30℃，時間為20min；將合金棒材進行室溫拉拔加工至直徑尺寸為Φ6mm的棒材；將室溫拉拔加工后的合金棒材在氬氣保護氣氛下進行時效處理，時效處理溫度為500℃，時間為1h，冷卻方式為隨爐冷卻。所制備的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材抗拉強度為587MPa，延伸率為6.4%，導電率為80%IACS。

實施例2

直徑尺寸為Φ8mm的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材制備方法。