[發明專利]用作時速400公里以上高速鐵路接觸線材料的高強高導銅合金的制備方法

有效

• 申請號: 201610323768.1
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN105925923B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 劉嘉斌;梅樂;孟憲旗;趙紅彬
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C22F1/08
• 分類號: C22F1/08;C22C9/00
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙)33283
• 代理人: 黃芳

1.一種制備銅合金的方法，其特征在于：該銅合金成分符合此形式：CuXY，其中X選自Ag、Nb和Ta中的至少一種，Y選自Cr、Zr和Si中的至少一種；銅合金中，X元素的總含量大于0.01且不高于20%，Y元素的總含量大于0.01且不高于2%，并且，Cr的含量范圍在0.01~1.5%，Zr的含量范圍在0.01~0.5%，Si的含量范圍在0.01~0.3%；所述方法為：將單質和/或中間合金原料按照設計的合金成分配比裝入真空熔煉爐，升溫熔化并澆鑄于模具中獲得鑄錠，對鑄錠在室溫下進行多道次拉拔變形為長條棒或線，使樣品截面收縮率達到80%以上，之后對長條棒或線進行退火，退火的溫度選取在使X元素組成的纖維不發生球化斷裂且能使Y元素形成納米析出相的范圍，退火的時間選取在使X元素組成的纖維不發生球化斷裂且使大于50%的Y元素形成納米析出相的范圍，之后對所得合金再次進行拉拔，此階段樣品截面收縮率在50%以內，之后對所得合金進行液氮冷凍處理，使殘存在銅基體中的X或Y固溶原子繼續析出，之后緩慢升溫到室溫從而獲得銅合金。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：銅合金中X元素的總含量為3%~12%。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：銅合金中Y元素的總含量為0.1%~1.5%。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于：銅合金中Y元素的總含量為0.1%~1.5%。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的銅合金為下列之一：Cu-12%Ag-0.3%Cr-0.1%Zr-0.05%Si、Cu-0.1%Ag-0.1%Cr-0.1%Zr、Cu-12%Nb-1%Cr-0.4%Zr-0.1%Si、Cu-6%Ag-6%Ta-0.1%Cr、Cu-3%Ag-0.8%Cr-0.5%Zr-0.3%Si。

6.如權利要求1~5之一所述的方法，其特征在于：液氮冷凍處理時間為1~100小時。

7.如權利要求1~5之一所述的方法，其特征在于：對合金進行液氮冷凍處理后，以2~10℃/min的速率升溫至室溫。

8.如權利要求6所述的方法，其特征在于：對合金進行液氮冷凍處理后，以2~10℃/min的速率升溫至室溫。

9.如權利要求1~5之一所述的方法，其特征在于所制得的銅合金包括以下特征：

在室溫條件下，該銅合金中X元素以純相和固溶原子兩種形式存在，其中以固溶原子的形式的X元素含量小于0.5%；Y元素以純相和固溶原子或者CuY化合物和固溶原子的形式存在，其中以固溶原子的形式的Y元素的含量小于0.1%；

該銅合金以長條棒或線的形式存在，其中，純相形式的X元素以近似平行排列的纖維形式嵌在銅合金內部，纖維軸向與銅合金棒或線軸向大致平行，且纖維的直徑小于100 nm，長度大于1000 nm，纖維間距小于1000 nm，纖維與Cu基體的相界面為半共格界面，界面上分布有周期排列的錯配位錯；

該銅合金中純相或化合物形式的Y元素以顆粒形式嵌在銅合金內部，且30%以上的顆粒分布在X纖維與Cu基體的相界面上，顆粒的直徑小于30 nm，間距小于200 nm，顆粒與Cu基體以及顆粒與X纖維的相界面為半共格界面或者非共格界面。