[發(fā)明專利]一種高強高導(dǎo)高耐熱Cu-Ag-Hf合金材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110851495.9
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113652573B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔留奎;黃偉;馮宏偉;陳子明;劉曉彬;張延松;阮金琦;李天瑞;黃實哈;馮斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國兵器科學(xué)研究院寧波分院;寧波表面工程研究院有限公司;寧波興敖達金屬新材料有限公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/03;C22F1/08;B21H1/06
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi);張琳琳

本發(fā)明涉及一種高強高導(dǎo)高耐熱Cu?Ag?Hf合金材料及其制備方法，一種高強高導(dǎo)高耐熱Cu?Ag?Hf合金材料，其特征在于，按照重量百分比計，所述銅合金材料由以下成分組成：Ag：3.0～8.0％，Hf：0.4～0.9％，余量為Cu。以Hf替代Zr，Hf在銅中的溶解度大于Zr，析出強化效果更好，在保證合金力學(xué)、電學(xué)性能的同時，合金的抗軟化溫度不低于550℃。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于銅合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強高導(dǎo)高耐熱的Cu-Ag-Hf合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

氫氧火箭發(fā)動機是運載火箭最為關(guān)鍵的分系統(tǒng)之一，這種液體火箭發(fā)動機燃燒室內(nèi)壁經(jīng)受高溫高壓、高速燃氣流的作用，承受由于壓力載荷和內(nèi)壁兩側(cè)溫度梯度引起的很高的熱應(yīng)力。自70年代以來，美、蘇和西歐等國先后采用銅基合金代替不銹鋼作為液氫氧發(fā)動機燃燒室內(nèi)壁材料。與不銹鋼相比銅基合金具有極高的導(dǎo)熱性，因此可顯著提高燃燒室的性能。隨著航天事業(yè)的發(fā)展，對燃燒室內(nèi)壁材料提出了更高的要求，大量對比試驗表明，Cu-Ag-Zr合金具有最好的低周熱疲勞壽命，Ag元素會降低銅的導(dǎo)熱性，但卻顯著提高銅合金的再結(jié)晶溫度、蠕變強度和抗高溫?zé)岬椭芷?。Zr元素可借助固溶時效析出納米級Cu5Zr化合物促使強化，還可提高了合金的抗軟化性和熱強性。但Cu₅Zr化合物的耐高溫能力有限，約500℃，由文獻《熱處理和冷變形工藝對Cu-Ag-Zr-Ce合金性能的影響》可知。

目前的Cu-Ag合金，強化手段都是采用大變形配合富Ag相的工藝，這種方法可以保障Cu-Ag合金的力學(xué)、電學(xué)性能，但大變形勢必會影響合金的抗高溫穩(wěn)定性。如中國發(fā)明專利申請《一種Cu-Ag合金線材的制備方法》，其專利申請?zhí)枮?02010070213.7(申請公布號為CN111250560A)公開了一種Cu-Ag合金線材的制備方法，銅合金微觀組織為孿晶、銀為細小纖維，材料強度為500～1490MPa，導(dǎo)電率為67～95％IACS，此方法制的 Cu-Ag合金雖力學(xué)電學(xué)性能優(yōu)異，但單純的Cu-Ag二元合金經(jīng)大變形后組織容易在高溫下發(fā)生再結(jié)晶，產(chǎn)生軟化現(xiàn)象，通常在500℃以下。又如中國發(fā)明專利申請《一種增強共晶強化的Cu-Ag合金及其制備方法》，其專利號為ZL201110385776.6(授權(quán)公告號為 CN102400007B)公開采用熔煉加冷變形的方法制備了Cu-Ag合金，其中Ag含量為15～30 wt.％，由于Ag高含量較高，從而制備成本也較高。又如中國發(fā)明專利《配合Cu-Ag合金冷拉拔加工的固溶及時效處理方法》，其專利號為ZL200810060775.2(授權(quán)公告號為 CN101265558B)公開了一種配合Cu-Ag合金冷拉拔加工的固溶及時效處理方法，其Cu-(7～ 12)Ag經(jīng)固溶、時效與變形加工配合制得的纖維相復(fù)合強化合金的強度為380～1400MPa，導(dǎo)電率為60～92％IACS，同樣Cu-Ag二元合金經(jīng)大變形后組織容易在高溫下發(fā)生再結(jié)晶，產(chǎn)生軟化現(xiàn)象，通常在500℃以下。