[发明专利]一种铜合金

说明书

本发明公开了一种铜合金，包括如下质量百分比的组分：1.0~2.0%镍、0.6~1.0%锆、0.15~0.5%硼、0.003~0.004%稀土元素和余量的铜及不可避免的杂质；具有优异的导电性能、耐久性能、耐折性和耐磨性，综合使用性能优异。本发明还公开了一种铜合金的制备方法，操作简单、生产效率高，可以制备得到的性能均一、稳定的铜合金。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，更具体的说是涉及一种铜合金及其制备方法。

背景技术

铜合金（copperalloy）以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金，主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。随着科学技术的不断发展，近来对铜合金的耐久性、耐折性及导电性能等使用要求也越来越高。例如，从节省能源的角度出发，为了减轻重量和节省材料减小电线导体的直径是必然的选择，但是为了满足电线导体通电容量要求，导线的直径不能过度减小。另外，为了提高电工器材和导热器材的使用寿命，提高其原材料铜合金的耐久性、耐折性、耐磨性等是必然的需要。

但是，现有的铜合金其导电性能、耐久性、耐折性、耐磨性等不能得到整体的、明显的提高，导致其在使用过程中不能满足日益复杂的、增高的使用要求。

因此，提供一种综合使用性能明显提高的铜合金是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种铜合金及其制备方法，其中制备过程简单、快速，制备得到的铜合金具有优异的导电性能、耐久性能、耐折性和耐磨性，综合使用性能优异。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铜合金，包括如下质量百分比的组分：1.0~2.0%镍、0.6~1.0%锆、0.15~0.5%硼、0.003~0.004%稀土元素和余量的铜及不可避免的杂质。

上述优选技术方案的有益效果是：本发明中同时加入镍、硼可以形成镍硼金属间化合物，从而可以显著提高铜合金的导电性能；同时本发明中加入锆金属，可以显著提高铜合金的物理机械强度，从而提高其耐折性、耐磨性能等；并且，加入稀土元素能够改变铜合金内部的晶体排列，提高电子的通过率，从而提高铜合金的通电容量，进一步额提高铜合金的导电性能。

优选的，还包括如下质量百分比的组份：0.55~0.6%锌、0.55~0.6%钴、0.4~0.5%的锡和0.15~0.3%铁。

上述优选技术方案的有益效果是：本发明中加入锌、钴、锡和铁与铜相互配合，可以进一步提高铜合金的物理机械性能和耐久性能，从而得到综合使用性能优异的铜合金。

优选的，所述稀土元素包括镧、铈、镨或钕中的一种或两种。

本发明还提供了一种铜合金的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）根据如上所述的一种铜合金，量取各原料备用；

（2）熔炼和浇铸：将铜加入至熔炼炉中，在隔氧保护条件下升温至1100~1130℃使铜熔化成纯铜液，并保温16~18min至铜液澄清；然后加入镍、锆和硼，升温至1200~1230℃并保温22~25min；接着加入稀土元素继续保温22~25min；最后使用水冷模具进行浇铸成坯，得到坯料；

（3）清洗过程：将制成的坯料加入至质量百分比为16~18%的硫酸溶液中进行酸洗，清除表面污渍和氧化层；

（4）退火处理：接着将将清洗后的坯料置于退火炉中，升温至320~380℃进行退火处理，去除坯料应力；

（5）冷加工：将经退火处理的坯料加工成表面平整的、符合要求规格的精坯料；