[发明专利]一种提高CuCr1、CuCr1Zr合金综合性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于热处理领域，特别涉及一种提高CuCr1、CuCr1Zr合金综合性能的方法，即CuCr1(CuCr1Zr)合金的抗拉强度，硬度以及电导等综合性能的提高。 

背景技术

CuCr1(CuCr1Zr)合金由于强度高、导电导热性能好，在电工、电子、电机行业得到了广泛的应用。热处理对这类合金的组织和性能的影响很大，一直是这类合金研究的重点，也是实际批量生产时难以控制的环节。常规时效工艺可使其性能达到σb≥400MPa、σ0.2≥320MPa、δ≥15％、HB≥110、导电率≥46Ms/m，可满足绝大多数应用领域的性能要求。 

随着CuCr1(CuCr1Zr)材料应用领域的扩大和性能指标要求的进一步提高，必须进一步挖掘该系列材料的优势。经分级时效可使性能比常规时效工艺拉伸性能提高20～100Mpa，电导率提高2～6Ms/m，布氏硬度提高10～20HB。分级时效优点在于保证第二相充分析出的同时又可以有效地抑制析出相的聚集和长大，从而保证电导率和室温拉伸性能进一步提高，而硬度变化幅度不大，使析出性铜铬系合金材料综合性能进一步提高，对生产高端CuCr1或CuCr1Zr材料具有重大的实际意义。由于CuCr1(CuCr1Zr)合金材料较易发生欠时效和过时效，本专利较好地解决这个问题。分级时效的应用，优化了热处理工艺，保证材料优异的综合性能。分级时效在同类沉淀析出类合金材料也有一定的借鉴作用。 

发明内容

本发明的目的在于，通过热处理工艺的优化来提高CuCr1(CuCr1Zr)合金的抗拉强度，硬度以及电导率等综合性能。 

本发明的具体技术方案如下： 

一种提高CuCr1、CuCr1Zr合金综合性能的方法，其特征在于，它包括以下步骤： 

a.采用CuCr1、CuCr1Zr产品材料成分的重量百分比：Cr含量控制在0.7～1.3％，Zr含量控制在0～0.3％，其余为Cu； 

对所述CuCr1(CuCr1Zr)产品进行压力下脉冲电流处理，脉冲电流放电周期10μs～800μs，最大峰值电流密度10³～10⁵A/mm²，单个脉冲的持续时间1μs～10000μs，压力450MPa～600MPa，电流脉冲频率范围f＝1-500Hz，处理时间范围为5秒至3小时； 

b.将步骤a处理后的合金进行固溶处理，固溶温度为980℃～1010℃，固溶处理1小时；随后放入微波高温炉炉腔，用真空泵将炉腔抽至真空度80-95MPa以内；向所述微波高温炉炉腔内通入N₂、H₂混合保护气体，调节微波高温炉输出功率，以40～45℃/min的升温速度加 热至1300～1400℃左右，保温0.5～2小时，关闭微波炉，所得产物随炉冷却至510℃备用； 

c.将步骤b所得产物分级时效，高温区时效470℃～510℃，保温0.5～4小时；然后降温至中温区430℃～450℃，保温4～8小时；即固溶后进行分级时效：高温区时效进行短时间保温；然后降温至中温区进行长时间保温，随后空冷。 

d.空冷至室温，将处理后的合金产物进行表面吹砂即可。 

优选地，步骤d后将吹砂处理后合金件，置于真空热处理炉内，将炉内抽真空至80-95MPa，炉内温度升至450～460℃，保温4～8个小时，所述合金随炉冷却至室温即可。 

优选地，所述步骤a的Cr含量控制在1.1％，Zr含量控制在0～0.3％。 

优选地，采用分级时效。 

优选地，步骤c后附加低温区去应力退火，即250℃～350℃，保温2～4小时，以去变形应力和去时效析出应力。如果对材料稳定性或去内应力有较高要求，可附加低温区去应力退火，即250℃～350℃，保温2～4小时，以达到去变形应力和去时效析出应力的目的。 

优选地，步骤a的压力脉冲电流处理之前进行2-10％的预变形处理，随后进行蠕变时效，其中蠕变温度选取180℃～250℃，蠕变时间为1～5h，蠕变应力为150MPa～300MPa。 

优选地，步骤d后将吹砂处理后合金件，用丙酮清洗后，再置于真空热处理炉内，将炉内抽真空至80-95MPa，炉内温度升至450～460℃，保温4～8个小时，所述合金随炉冷却至室温即可。 

优选地，步骤d后将吹砂处理后合金件，用双丙酮醇清洗后，再置于真空热处理炉内，将炉内抽真空至80-95MPa，炉内温度升至450～460℃，保温4～8个小时，所述合金随炉冷却至室温即可。