[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu-Cr-Zr-Y及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110862597.0
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN113564408B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉慧敏;喬振興;峰山;新巴雅爾;王俊;史志銘
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C9/00
• 分類號(hào): C22C9/00;C22C1/03;C22F1/08;C21D8/00;C21D1/18;B21B3/00;H01B1/02;H01B13/00
• 代理公司: 北京冠榆知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 王道川

本發(fā)明公開一種高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu?Cr?Zr?Y及其制備方法，其制備方法，包括如下步驟：步驟(1)：將純銅、鉻原料、鋯原料和釔原料置于中頻感應(yīng)熔煉爐中，在大氣環(huán)境下進(jìn)行熔煉，熔煉后得到稀土銅鉻鋯合金鑄錠；步驟(2)：將所述稀土銅鉻鋯合金鑄錠進(jìn)行固溶處理，得到稀土銅鉻鋯合金坯料；步驟(3)對所述稀土銅鉻鋯合金坯料進(jìn)行軋制和時(shí)效的交替處理，即制備得到高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu?Cr?Zr?Y。高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu?Cr?Zr?Y采用上述方法制備得到。本發(fā)明制備的稀土銅合金性能優(yōu)越，抗拉強(qiáng)度超過700MPa，相對電導(dǎo)率高于80％IACS，可以滿足行業(yè)對高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金性能要求，滿足高性能尖端技術(shù)需求；同時(shí)制備與加工工藝流程還有利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)高強(qiáng)高導(dǎo)銅鉻鋯合金。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及稀土銅合金技術(shù)領(lǐng)域。具體地說是一種高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu-Cr-Zr-Y及其制備方法。

背景技術(shù)

銅及銅合金因其具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱以及高強(qiáng)度和良好的塑性，被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路引線框架和高速軌道接觸線。隨著我國電子工業(yè)以及高速鐵路的快速發(fā)展，對銅合金的使用性能提出了更高的要求，工程上一直希望能夠獲得各向同性、抗拉強(qiáng)度超過600MPa，同時(shí)相對電導(dǎo)率大于80％ICSA，可滿足規(guī)模化生產(chǎn)的銅合金。日本早已開發(fā)出采用非真空生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)銅鉻鋯合金的方法，已成功開發(fā)出幾種高強(qiáng)高導(dǎo)銅鉻鋯系引線框架材料，并已形成了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。目前，日本采用非真空生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)的銅鉻鋯合金中，具有代表性的有OMCL-1及NK120，其中，OMCL-1合金的抗拉強(qiáng)度和導(dǎo)電率分別為592MPa，82.7％IACS；NK120合金的抗拉強(qiáng)度和導(dǎo)電率分別為580MPa，80％IACS。而國內(nèi)銅鉻鋯合金的生產(chǎn)應(yīng)用及實(shí)際服役性能仍與國際高強(qiáng)高導(dǎo)銅鉻鋯系銅合金存在較大差距。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu-Cr-Zr-Y及其制備方法，以解決普通銅鉻鋯合金高強(qiáng)度與高導(dǎo)電性難以共存的問題，提供一種可以滿足高性能尖端技術(shù)需求的高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金以及有利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)高強(qiáng)高導(dǎo)銅鉻鋯合金的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu-Cr-Zr-Y的制備方法，包括如下步驟：

步驟(1)：將純銅、鉻原料、鋯原料和釔原料置于中頻感應(yīng)熔煉爐中，在大氣環(huán)境下進(jìn)行熔煉，熔煉后得到稀土銅鉻鋯合金鑄錠；

步驟(2)：將所述稀土銅鉻鋯合金鑄錠進(jìn)行固溶處理，得到稀土銅鉻鋯合金坯料；

步驟(3)對所述稀土銅鉻鋯合金坯料進(jìn)行軋制和時(shí)效的交替處理，即制備得到高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu-Cr-Zr-Y。

上述高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu-Cr-Zr-Y的制備方法，在所述高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu-Cr-Zr-Y中，鉻元素與鋯元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為0.55wt％和0.18wt％，釔的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.15wt％。經(jīng)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著鉻、鋯元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加，合金力學(xué)性能明顯上升，但溶質(zhì)原子(鉻原子、鋯原子)對于合金電學(xué)性能具有一定程度的損害，而在本發(fā)明中將稀土銅合金中鉻元素和鋯元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別控制在0.55wt％和0.18wt％，可以保證所制備的高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu-Cr-Zr-Y在具有較好力學(xué)性能的前提下，同時(shí)具有較好的電學(xué)性能。經(jīng)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)稀土銅合金Cu-Cr-Zr-Y中稀土Y質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15wt％時(shí)，合金的晶粒組織由細(xì)小均勻的等軸晶粒組成，且合金在此時(shí)力學(xué)性能較好。

上述高強(qiáng)高導(dǎo)稀土銅合金Cu-Cr-Zr-Y的制備方法，在步驟(1)中，純銅的純度大于或等于99.95wt％，鉻原料為銅鉻中間合金，鋯原料為銅鋯中間合金，釔原料為銅釔中間合金。本發(fā)明中選擇中間合金作為鉻原料、鋯原料和釔原料，而不使用金屬單質(zhì)的原因在于：金屬單質(zhì)成本高且燒損率大，中間合金的成本更低，三種中間合金雜質(zhì)含量均可忽略不計(jì)；另外，加入中間合金可以使合金中各元素更容易在熔體中分散均勻。