[發明專利]一種抗拉強度高的銅基合金坯料

在審

• 申請號: 201810488791.5
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN108504894A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 劉爽
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/02;C22C1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種抗拉強度高的銅基合金坯料，該銅基合金坯料包括以下組分：Cu元素：80?97wt％，石墨烯態：1?1.5wt％，Nb元素：2?20％，總量為100％，采用固液雙相凝固結合半固態鑄造技術，并將純鈮粉和石墨烯粉加入合金熔體，在快速凝固過程中形成固溶體，并通過拉拔、軋制工藝制備出顯微組織細化致納米級別的銅基合金。本發明的銅基合金坯料具有極高的抗拉強度。

技術領域

本發明屬于銅基合金材料技術領域，具體涉及一種抗拉強度高的銅基合金坯料。

背景技術

銅及銅合金長用于引線框架、電觸頭、高鐵線纜以及電動機電線等領域，但是傳統的銅及銅合計的強度不高，因此對高強高導電的銅合金進行了研發。常用的高強高導電銅合金的強化方法有加工硬化、固溶強化、細晶強化和第二相強化，其中，固溶強化是通過合金元素融入銅基體產生晶格畸變，從而阻礙位錯運動來提高合金強度的強化手段，但形成固熔體時，合金導電性能會降低，溶劑晶格的扭曲畸變破壞了晶格勢場的周期性，僅有少數元素如Cd、Zn、Ag、Ni、Pb、Sn、Nb等微量加入銅中對銅電阻率的影響不大，還可以提高基體強度。

以Cu-Nb、Cu-Ag為代表的銅微觀復合材料具有較高的導電率和抗拉強度，是最可能實現100T耐沖強磁場的導體材料，但是Nb和Ag在Cu中的固溶度極低，彈性能力十分接近，還可以獲得高的導電性和韌性。中國專利CN101818273B公開的一種高強度、高導電、抗高溫軟化性能的Cu-Nb合金的制備方法，將銅粉與Nb粉球磨得到Cu-Nb納米晶固溶體粉末，經退火后與硼粉混合，真空燒結得到Cu-Nb合金坯錠，最后用銅包覆封口，熱擠壓得到產品。該方法中將組織結構達到納米尺寸時，獲得高強度、高導電性能，硼粉提高納米尺度下Cu-Nb界面的穩定性。中國專利CN102703754公開的一種Cu-Ni-Si基合金及其制備方法，將純銅、純硅、純鎳和純釩熔煉澆筑得到坯料，再近退火、熱軋、冷軋、固溶和時效處理得到產品。由現有技術可知，目前銅基合金的制備原料都為金屬粉末，無法直接制備細品的銅合金坯料，生產周期長，無法實現大批量生產。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種抗拉強度高的銅基合金坯料。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

提供一種抗拉強度高的銅基合金坯料，該銅基合金坯料包括以下組分：Cu元素：80-97wt％，石墨烯態：1-1.5wt％，Nb元素：2-20％，總量為100％，采用固液雙相凝固結合半固態鑄造技術，并將純鈮粉和石墨烯粉加入合金熔體，在快速凝固過程中形成固溶體，并通過拉拔、軋制工藝制備出顯微組織細化致納米級別的銅基合金。

在上述的一種銅基合金坯料中，制備時，以純銅錠、純銀錠、純銅粉末、石墨烯粉末為原料，首先將純銅錠、純銀錠混合后加熱至1700℃，使其融化成合金熔體，保溫10min后，采用氬氣保護熔體液面，并且加入純銅粉末、石墨烯粉末，采用機械攪拌方式對合金熔體充分攪拌3min，同時將合金熔體溫度降低至1600℃，并保溫10min，使合金熔體迅速凝固并且形成半固態混合組織的熔體，將半固態混合組織的熔體澆注到采用循環水冷卻的磨具中制備形成鑄錠，以50-200℃/min的速度冷卻至室溫，得到銅基合金坯料。

在上述的一種銅基合金坯料中，所述純銅粉末的顆粒直徑為0.05-100μm。

在上述的一種銅基合金坯料中，制備時，以純銅錠、純銀錠、純鈮粉末、石墨烯粉末為原料，首先將純銅錠、純銀錠混合后加熱至1700℃，使其融化成合金熔體，保溫10min后，采用氬氣保護熔體液面，并且加入純鈮粉末、石墨烯粉末，采用機械攪拌方式對合金熔體充分攪拌3min，同時將合金熔體溫度降低至1600℃，并保溫10min，使合金熔體迅速凝固并且形成半固態混合組織的熔體，將半固態混合組織的熔體澆注到采用循環水冷卻的磨具中制備形成鑄錠，以50-200℃/min的速度冷卻至室溫，得到銅基合金坯料。

在上述的一種銅基合金坯料中，所述純鈮粉末的顆粒直徑為0.5-30μm。