[發(fā)明專利]一種Cu-Cr-Zr-Mg合金的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711181549.5
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN108004425A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊曉紅;陳昱;鄒軍濤;肖鵬;梁淑華
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C9/00;C22F1/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 胡燕恒

本發(fā)明公開了一種Cu?Cr?Zr?Mg合金的制備方法,具體為：將Cu塊、Cu?Zr中間合金、Cr粒和Mg粒放置在坩堝中，在真空感應(yīng)爐內(nèi)，氬氣保護下，進行熔煉，冷卻，得到Cu?Cr?Zr?Mg合金；然后Cu?Cr?Zr?Mg合金進行固溶、時效熱處理，即得到Cu?Cr?Zr?Mg合金成品。本發(fā)明通過向Cu?Cr?Zr合金中引入微量元素Mg，獲得組織均勻、晶粒細小的銅合金。經(jīng)過固溶、時效熱處理后生成彌散的耐高溫相CrCu2(ZrMg)，與Cr相協(xié)同強化銅基體，進一步提高Cu?Cr?Zr合金性能，獲得高強度、高導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性好的銅合金。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于銅合金制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種Cu-Cr-Zr-Mg合金的制備方法。

背景技術(shù)

CuCrZr合金屬于典型的時效強化型合金，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和較高強度的銅合金，廣泛應(yīng)用于集成電路引線框架材料、電氣化鐵路接觸線、觸頭材料、連鑄結(jié)晶器等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代電力工業(yè)的快速發(fā)展，對CuCrZr合金的性能提出了更高的要求。而傳統(tǒng)的CuCrZr合金已經(jīng)不能滿足使用要求，需要開發(fā)強度更高的銅合金。目前復(fù)合強化法是制備高強高導(dǎo)銅合金的主要方法，因此希望通過添加第四組元，在不顯著降低導(dǎo)電率的條件下，進一步提高CuCrZr合金的強度和熱穩(wěn)定性。

Mg的加入可與Zr生成一種金屬間化合物CrCu2(ZrMg)，固溶時效后起到多相沉淀強化銅基體的作用，從而在導(dǎo)電率損失不大的情況下提升合金的硬度和熱穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種Cu-Cr-Zr-Mg合金的制備方法，以在保證銅合金導(dǎo)電率的基礎(chǔ)上獲得具有高強度、熱穩(wěn)定性的銅合金。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種Cu-Cr-Zr-Mg合金的制備方法，具體按以下步驟實施：

步驟1，制備Cu-Zr中間合金；

步驟2，制備Cu-Cr-Zr-Mg合金：

將Cu塊、Cu-Zr中間合金、Cr粒和Mg粒由下至上依次放置在坩堝中，在真空感應(yīng)爐內(nèi)，氬氣保護下，進行熔煉，冷卻，得到Cu-Cr-Zr-Mg合金；

步驟3，Cu-Cr-Zr-Mg合金熱處理：

對步驟2得到的Cu-Cr-Zr-Mg合金進行固溶、時效熱處理，即得到Cu-Cr-Zr-Mg合金成品。

本發(fā)明的特點還在于，

Cu-Zr中間合金中Zr的質(zhì)量百分含量為20～80％。

步驟1具體為：將打磨干凈的Cu塊、Zr塊由下至上依次放入真空電弧熔煉爐中，抽真空到1×10-3Pa以上，在氬氣保護下進行熔煉，熔煉過程中控制電流在250～350A，反復(fù)熔煉3～5次，每次1.5～2min。

步驟2熔煉過程中，首先將合金加熱至1050～1150℃，保溫3～5min；再升溫至1350～1500℃，保溫18～30min。

步驟2熔煉過程中，真空度控制在1×10-3Pa以上。

步驟3中固溶處理溫度為850～1000℃，保溫時間為0.5～2h，然后水淬。

時效處理溫度為400～560℃，保溫時間為3～5h。

制得的Cu-Cr-Zr-Mg合金中，按照質(zhì)量百分數(shù)：Cr含量為0.5％～1.2％，Zr含量為0.1～0.8％，Mg含量為0.03～0.5％，余量為Cu。