[发明专利]一种稀土铜铬合金线材及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种稀土铜铬合金线材及其制备方法和应用，属于有色金属材料技术领域。本发明在铜铬合金中添加稀土元素，稀土元素对铜铬合金中的杂质具有净化作用，可以减少固溶杂质造成的晶格畸变而降低点阵对电子的弹性散射，改善铜铬合金的导电性能。Cr相作为Cu‑Cr合金的增强相，稀土元素能够促进Cr相析出，Cr相析出增多，起到析出强化作用，从而提高合金的力学性能；此外，Cr相在铜基体中以树枝晶结构存在，稀土元素会促进Cr相球化、细化，且均匀分布，改善了组织的宏观偏析现象，为合金力学性能的提高奠定了基础；而且，稀土元素还可细化铜合金的晶粒，起到细晶强化作用，进一步提高铜铬合金的力学性能。

技术领域

本发明涉及有色金属材料技术领域，尤其涉及一种稀土铜铬合金线材及其制备方法和应用。

背景技术

铜铬系合金因具有良好的导电性能和较高的强度、低生产成本和环保等优点，广泛应用于大规模集成电路引线框架、电气化铁路接触导线以及大型高速涡轮发电机的转子导线、触头材料等工程中。随着交通、通讯和电力等行业的发展，对铜及铜合金的导电和强度提出了更高的要求。Cu-Cr原位复合材料的抗拉强度和导电率较目前使用的高强高导铜合金材料大幅度提升，有望满足需求。然而，现有Cu-Cr合金中，Cr相作为Cu基体的增强相，当Cr含量超过5wt.％时，Cr相在铜基体的固溶度越高，Cu-Cr合金的导电性能越差；而且Cr含量高，会导致铜铬合金存在明显的宏观偏析，降低合金的力学性能。因此，现有铜铬系合金合金存在严重的力学性能及导电性能降低的问题，使其应用受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土铜铬合金线材及其制备方法和应用，所述稀土铜铬合金线材具有优异的导电性能和力学性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种稀土铜铬合金线材，包括以下质量百分含量的组分：0.01～2％稀土元素，5～15％Cr，余量为Cu；所述稀土元素包括Y或Ce。

优选的，所述稀土元素的质量百分含量为0.05～1.5％。

优选的，所述Cr的质量百分含量为6～12％。

本发明提供了上述技术方案所述稀土铜铬合金线材的制备方法，包括以下步骤：

将工业电解铜、纯铬和铜稀土中间合金混合，进行熔炼，得到熔体；所述铜稀土中间合金包括Cu-Y或Cu-Ce；

将所述熔体依次进行浇铸、热挤压、第一拉拔、固溶处理、第二拉拔和时效处理，得到稀土铜铬合金线材。

优选的，所述熔炼的温度为1300～1450℃；所述浇铸的温度为1300～1400℃。

优选的，进行所述热挤压前，将浇铸所得铸锭在900～1050℃保温1～5h。

优选的，所述固溶处理的温度为900～1050℃，保温时间为30～240min。

优选的，所述时效处理的温度为300～650℃，时间为30～240min。

优选的，所述第一拉拔的变形量为86.3～87.3％，所述第二拉拔的变形量为89.9～99.9％。

本发明提供了上述技术方案所述稀土铜铬合金线材或上述技术方案所述制备方法制备得到的稀土铜铬合金线材在大规模集成电路引线框架、电气化铁路接触导线、大型高速涡轮发电机的转子导线或大型高速涡轮发电机的触头材料中的应用。