[发明专利]一种高强高导抗软化铜合金及其制备方法

说明书

一种高强高导抗软化铜合金，按照质量百分比计算，其组分及各组分的含量为：Cr：0.1～1.0％、Hf：0.05～1.0％，余量为铜；本发明还包括上述铜合金材料的制备方法，包括如下步骤：1)真空环境下配置铜铪中间合金；2)制备铜铬铪合金锭坯；3)将铜铬铪合金锭坯取出后，经800‑920℃热挤、热压或热锻后，制成一定规格的棒材或板材，随后在电阻炉中900℃保温30‑45min，最后再依次进行快速淬火处理、冷拉或冷轧变形；4)在对铜铬铪合金进行冷变形后，在电阻炉内对合金进行400‑500℃下2‑3h的时效处理，得最终合金材料。本发明不仅具有较高的强度和较高的导电性，还具有较高的高温抗软化性能，可应用于高压电触头、焊咀、电接触轮、引线框架、结晶器等高性能电工铜材产品中。

技术领域

本发明涉及一种合金材料及其制备方法，特别是一种高强高导抗软化铜合金及其制备方法。

背景技术

具有高强度、高导电性的铜合金是一类具有优良综合物理性能和力学性能的结构功能材料，在众多工业领域中有着不可替代的作用，广泛应用于集成电路的引线框架、各类真空灭弧室电极、点焊和滚焊机的电极、大功率异步牵引电动机转子、电接触轮等。铜合金的强度和导电率之间有着此消彼长的关系，即采用某种手段使铜合金得到强化后，其导电率必然有某种程度的下降，特别是在真空开关、焊咀、电接触轮等设备领域，除了高强度和高导电性，还需要此类铜合金具有较高的高温强度，即较高的高温抗软化强度。

目前的高强高导合金主要有铜铁磷系、铜镍硅系、铜镍锡系、铜铬锆系、铜镁系等，但是真正要实现抗拉强度和导电率都很高，尤其是具有高的抗高温软化性能的目前只有铜铬锆系合金，其它的铜合金要么强度达不到，要么导电率达不到，特别是高温强度较低，在高温下无法使用。而对于铜铬锆合金，制备时主要采用的是固溶后的时效处理，通过强化相的析出弥散分布于铜基体，从而实现固溶度很小且弥散相很多的材料，实现了高强高导。然而由于锆元素的特殊性质，其在铜中的最大固溶度不到0.1wt％，因此进行沉淀强化处理的效果有限，导致其强度不能得到较大的提高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种高强高导抗软化铜合金及其制备方法，最终得到的合金材料不仅具有较高的强度和较高的导电性，还具有较高的高温抗软化性能，可应用于高压电触头、焊咀、电接触轮、引线框架、结晶器等高性能电工铜材产品中。

本发明的技术方案是：一种高强高导抗软化铜合金，按照质量百分比计算，其组分及各组分的含量为：Cr：0.1～1.0％、Hf：0.05～1.0％，余量为铜。

本发明进一步的技术方案是：所述铜合金按照质量百分比计算，其组分及各组分的含量为：Cr：0.3～0.7％、Hf：0.5～0.8％，余量为铜。

进一步的，所述组分铬、铪以金属单质形式弥散在铜基体中。

上述高强高导抗软化铜合金的制备方法，包括如下步骤：

1)真空环境下配置铜铪中间合金：在坩埚内放入99％以上纯度的海绵铪和99.95％以上纯度的阴极铜原料，铜与铪的质量百分比为92:8，将坩埚放于1500-1700℃的真空炉中保温20-40min，炉内完成浇筑，制得8％的铜铪中间合金；

2)制备铜铬铪合金锭坯：按照上述的铜合金组分配比，在坩埚中同时放入99％以上纯度的铬粒、步骤1)所制得8％的铜铪中间合金以及99.95％以上纯度的阴极铜原料，然后将坩埚放入1300-1500℃的真空炉中保温10-20min进行熔融，并在炉内将熔体倒入事先放入炉内的浇筑模具中，制成方形或圆形铜铬铪合金锭坯；