[發明專利]一種CuCrZr合金的制備方法

有效

• 申請號: 201610293159.6
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN105925922B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 佟運祥;李莉;鄭玉峰;王玉;張殿濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱生材新材料科技發展有限公司
• 主分類號: C22F1/08
• 分類號: C22F1/08;C22C9/00
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種金棒材的制備方法，具體地說是一種超長高強度高導電CuCrZr合金棒材的制備方法。

背景技術

近年來，高強高導Cu合金在高速電氣化鐵路(以下簡稱：高鐵)接觸線、電阻焊電極、集成電路引線框架和接插件等方面獲得了廣泛應用。尤其在接觸線方面，我國高鐵的迅猛發展，對接觸導線提出了巨大的市場需求。高鐵接觸導線的使用環境非常苛刻，因此對導線性能的要求也非常高。通常要求導線材料具有如下特性：較高的導電率、良好的力學性能(抗拉強度)、抗高溫軟化能力強、耐摩擦磨損能力強、耐腐蝕性好等。其中導電率和強度是最重要的指標。

目前高鐵接觸導線用的材料主要有CuAg、CuAgSn、CuSn、CuMg與CuCrZr等合金。其中CuCrZr合金屬于時效強化型合金，兼具良好的力學性能與導電性。申請號為200910097340.X的專利文件中公開了一種超長CuCrZr合金接觸線的制備方法，這種方法以連續擠壓和拉拔為主要變形手段。其最大缺點是材料缺陷多，拉拔后形成的組織不均勻，芯部晶粒較為粗大。但是在實際生產中很難通過改變工藝或設備來消除這些缺點。申請號為201310264715.3的專利文件中公開了一種連續生產CuCrZr合金導線的設備及生產方法，采用連續等徑角擠壓變形的方式細化合金的晶粒，這種方法所需設備復雜，需要至少兩個等徑角擠壓裝置；工藝流程長，變形后需要通過后續的時效處理才能獲得較高的導電率。申請號為201010593588.8的專利文件中公開了一種高強高導CuCrZr合金及其制備和加工方法，該制備方法需要經過多次的冷軋和時效處理，工序多、加工效率低、并且不能連續生產無限長合金導線。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡單、產品組織均勻并且表面光滑、可實現連續生產無限長CuCrZr合金的CuCrZr合金的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：

(1)利用上引法制備CuCrZr合金鑄桿；

(2)將CuCrZr合金鑄桿加熱至350～550℃，保溫5min～60min，同時將等徑角擠壓模具在同樣溫度預熱；之后進行連續等徑角擠壓，模具轉角為80～135°，擠壓輪轉速為3～9轉/分鐘，擠壓道次為1～16道次；

(3)將擠壓所得CuCrZr合金依次進行冷卻、矯直和收線，即獲得高強高導CuCrZr合金。

所述CuCrZr合金鑄桿中含有0.1～0.6wt.％Cr、0.1～0.6wt.％Zr，其余為Cu和不可避免的雜質。

所述CuCrZr合金鑄桿的截面是圓形或方形。

所述將CuCrZr合金鑄桿加熱至350～550℃是通過熱處理設備加熱，或者是利用合金與擠壓輪之間的摩擦加熱。

連續等徑角擠壓過程中通過紅外測溫儀或熱電偶監測擠壓溫度，通過控制冷卻水流量和溫度保持擠壓溫度不發生變化。

本發明所制備的CuCrZr合金具有晶粒細小、強度高、導電率高的特點。本發明技術原理主要在于以下幾點：(1)等徑角擠壓可以通過大塑性變形細化晶粒；(2)本發明所采用的加熱溫度區間為CuCrZr合金的時效溫度區間，在保溫過程中析出第二相顆粒。在等徑角擠壓過程中，發生動態再結晶，這些顆粒一方面提供形核位置，另一方面可以釘扎晶界，限制晶粒長大，從而獲得晶粒細小的CuCrZr合金。第二相的尺寸以及第二相在CuCrZr合金基體中的分布可以通過控制Cr與Zr元素的含量以及加熱溫度和保溫時間來實現，進而與等徑角擠壓參數結合方便地調控晶粒細化程度。因此，本發明綜合利用了細晶強化與第二相強化機制，可以顯著提高CuCrZr合金的強度；(3)考慮合金的導電率主要受第二相與晶體缺陷的影響，因此，本發明采用的擠壓溫度遠遠高于室溫，一方面有利于合金中第二相析出，另一方面擠壓后合金中晶體缺陷密度小，從而可以提高合金的導電率。

本發明的有益效果包括如下幾點：(1)設備與工藝簡單；(2)所得材料表面質量好，后續無需磨削等工序，進一步簡化了生產工藝；(3)與室溫連續等徑角擠壓相比較，本發明易于控制擠壓溫度，所得合金強度高、導電率高，省略了后續的時效處理工序；(4)避免了拉拔所導致的產品組織不均勻的問題；(5)提高了擠壓速度，進而提高了生產效率；(6)可加工超長的CuCrZr合金導線，利用本發明所制備的高強高導CuCrZr合金的長度可以達到1000m以上。因此，本發明是一種適合工業化連續生產的CuCrZr合金制備方法。

附圖說明

圖1是本發明的工藝流程圖。

圖2是連續等徑角擠壓裝置示意圖。