[发明专利]一种含碲镍的高导铜合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含碲镍的高导铜合金及其制备方法，通过以纯铜为基体加入镍铁碲构成四元合金，以石墨鳞片作为覆盖剂，磷铜合金作为脱氧剂，将各组分按熔点高吸依次加料进行熔融，经过熔铸工艺制备出高导铜合金。镍、铁元素，镍铁固溶扩大铁在合金中的塑性，同时提高纯铜的强度，克服了传统工艺铜铁合金强度高但塑性低的缺点，碲元素改善了合金的切削加工性能及纯铜的高导性能，得到一种既能维持铜合金的机械性能，还具有高导电、高强度和良好切削性能并存的高性能铜合金。

技术领域

本发明涉及新材料领域，特别是涉及一种含碲镍的高导铜合金及其制备方法。

背景技术

随着高新技术产业的进步，高性能高纯度的新材料是高新领域发展的关键所在。铜合金是以纯铜为基体加入一种或几种元素所构成的合金，其具有优良的导电性、导热性、延展性和耐热性成为我国发展不可或缺的材料。目前，市场上一般是向铜添加铅、锡、镁、镍、锌等其中至少一种元素的合金，其中铅可改善铜合金的切削性能，但对人体危害巨大，已然不符合现代产业的发展趋势。加之，由于铜合金的特殊性，强度高的导电性能差，因此在生产过程中的高性能铜合金产量低，无法满足工业需求；铜合金质量水平层次不齐，一些高新技术企业仍依赖于国外进口的高性能铜合金。因此，开发一种既能维持铜合金的机械性能，还具有无铅、高导电、高强度和良好切削性能并存的高性能铜合金推动我国的进步有着重大的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种含碲镍的高导铜合金，在铜中添加镍、铁元素，镍铁固溶扩大铁在合金中的塑性，同时提高纯铜的强度，克服了传统工艺铜铁合金强度高但塑性低的缺点；添加碲元素改善了合金的切削加工性能及纯铜的高导性能。

本发明还提供一种含碲镍的高导铜合金的制备方法，具有生产工艺简单，制备出的高导铜合金机械性能优良的优点。

本发明的技术方案是：

一种含碲镍的高导铜合金，以重量百分比计，包括：铜97％-98.9％；碲0.3％-0.7％；镍0.5％-2％；铁0.2％-1％；余量为不可避免的杂质。

上述技术方案的工作原理如下：

铜合金是以纯铜为基体加入一种或几种元素所构成的合金，含有不同添加元素的合金性能表现存在差别。本发明通过以纯铜为基体加入镍铁碲构成四元合金，其中镍可无限固溶于铁中，不仅提高铁元素在铜合金的抗拉强度，使其发挥出良好的塑性，同时利用镍铁本身固有的金属特性，在合金中镍铁可细化晶粒，形成稳定的K相，使铜合金具有更佳的力学性能。碲元素的加入具有极好的易切削性能和保持纯铜优良的导电、导热性能，可达到既能维持铜合金的机械性能，还具有无铅、高导电、高强度和良好切削性能并存的高性能铜合金。

在进一步的技术方案中，所述不可避免的杂质以重量百分比计为0.01％-0.1％。。

铜合金制备过程中，由于温度的升高将伴随着氧化及吸气现象，炉气中存在H₂、O₂、N₂、H₂0、CO、CO₂、SO₂等，并不能完全除去，本发明人通过控制各个工艺参数降低了不可避免杂质的大量产生，加之，本发明金属元素的选择亦副反应少，制备出的铜合金液纯度高。

在进一步的技术方案中，包括如下以重量百分比计的组分：铜98.9％；碲0.3％；镍0.5％；铁0.2％；不可避免的杂质0.1％。

通过以上元素的配比，仅添加少量的金属元素，保持了纯铜的导电、导热、耐腐蚀及易加工性能，还具有无铅、高导电、高强度和良好切削性能并存的高性能铜合金。

在进一步的技术方案中，包括如下以重量百分比计的组分：铜97％；碲0.7％；镍2％；铁0.29％；不可避免的杂质0.01％。