[發明專利]一種銅模冷卻和直接時效制備銅鉻鈮合金棒材的方法

在審

• 申請號: 202010843269.1
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112126804A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 楊曉紅;趙博文;鄒軍濤;肖鵬;梁淑華
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C9/00;C22F1/08;B22C9/06;C21D9/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 弓長

本發明公開了一種銅模冷卻和直接時效制備銅鉻鈮合金棒材的方法，具體按照以下步驟實施：步驟1、將Cu粉和Nb粉使用混料機混合均勻，然后用液壓機將混合粉體壓制成壓坯；步驟2、將Cu塊、Cr粒和步驟1得到的Cu?Nb粉末壓坯置于坩堝中，在有氬氣保護的感應熔煉爐中進行熔煉，得到Cu?Cr?Nb合金熔體；步驟3、將步驟2得到的Cu?Cr?Nb合金熔體澆注到細直徑銅模具中，得到Cu?Cr?Nb合金棒材；步驟4、將步驟3得到的Cu?Cr?Nb合金棒材放入熱處理爐中進行時效處理，即得到Cu?Cr?Nb合金棒材成品。通過本發明的方法縮短了銅合金制備工藝流程，提高了合金的冷卻速率，使得合金的組織得到細化。

技術領域

本發明屬于銅合金制備技術領域，涉及一種銅模冷卻和直接時效制備銅鉻鈮合金棒材的方法。

背景技術

微合金化Cu-Cr-Nb合金是一種具有Cr及Cr₂Nb兩種析出相的雙相強化銅合金，其中Cr₂Nb相具有良好的熱穩定性，因此該合金具有良好的抗軟化性能。采用傳統方法熔煉制備的Cu-Cr-Nb合金需要進行高溫固溶和時效的熱處理工藝才能發揮合金的性能，通過高溫固溶處理使溶質原子回溶進Cu基體，在時效過程中析出納米沉淀相，但是高溫固溶處理過程中難免會引起晶粒的長大以及大的Cr₂Nb顆粒的形成，且傳統方法熔煉的Cu-Cr-Nb合金會在凝固過程中生成大的Cr₂Nb顆粒，影響合金的性能。

采用銅模冷卻制備的Cu-Cr-Nb合金其冷卻速度達到亞快速凝固速度范疇，可以大幅度提高Cr、Nb元素在合金中的固溶度，省去高溫固溶處理，避免因晶粒的長大造成合金綜合性能的下降，以及大的Cr₂Nb顆粒的形成而影響沉淀強化的效果。同時在凝固過程中高的冷卻速度可以越過Cr₂Nb顆粒的形成溫度，避免了在合金基體中生成大的Cr₂Nb顆粒。

發明內容

本發明的目的是提供一種銅模冷卻和直接時效制備銅鉻鈮合金棒材的方法，解決了現有技術中存在的高溫固溶使得晶粒長大造成合金綜合性能的下降的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種銅模冷卻和直接時效制備銅鉻鈮合金棒材的方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、制備Cu-Nb粉末壓坯：

將Cu粉和Nb粉使用混料機混合均勻，然后用液壓機將混合粉體壓制成壓坯；

步驟2、熔煉：

將Cu塊、Cr粒和步驟1得到的Cu-Nb粉末壓坯置于坩堝中，在有氬氣保護的感應熔煉爐中進行熔煉，得到Cu-Cr-Nb合金熔體；

步驟3、澆注：

將步驟2得到的Cu-Cr-Nb合金熔體澆注到細直徑銅模具中，得到Cu-Cr-Nb合金棒材；

步驟4、時效處理：

將步驟3得到的Cu-Cr-Nb合金棒材放入熱處理爐中進行時效處理，即得到Cu-Cr-Nb合金棒材成品。

本發明的特點還在于：

步驟1中Cu粉和Nb粉的粒徑均為100～600目。

步驟1中混料機混合時間為1～9h，壓制力大小為100～400MPa。

步驟2中Cr粒的粒徑為0.1～50mm。

步驟2中Cu塊、Cr粒和Cu-Nb粉末壓坯按照質量百分比分別為：Cr：0.2～4％，Nb：0.2～2％，余量為Cu，以上組分質量百分比之和為100％。