[发明专利]一种高强导电抗高温软化Cu-Fe合金及其制备方法

权利要求书

1.一种Cu-Fe合金，所述合金的成分包括Cu、Fe、In、Mg及不可避免杂质元素，其中，Cu是合金基体，Fe、In、Mg是主合金元素，其含量：

Fe含量：3wt％-12wt％；

In含量：0.1～0.5wt％；

Mg含量：0.05～0.2wt％；

任选的，合金中还包含微量的Cr、P、Mn、Ag、Co、Mo、As、Sb、Al、Hf、Zr、Ti、Ni、Ta、Sn、Zn、Sr元素，其总含量为0.01～0.4wt％。

2.根据权利要求1所述的Cu-Fe合金，合金元素成分如下：

Fe含量：8wt％-10wt％；

In含量：0.2～0.4wt％；

Mg含量：0.08～0.12wt％；

任选的，合金中还包含微量的Cr、P、Mn、Ag、Co、Mo、As、Sb、Al、Hf、Zr、Ti、Ni、Ta、Sn、Zn、Sr元素，其总含量为0.1～0.2wt％，余量为铜。

3.根据权利要求1或2所述的Cu-Fe合金，所述合金经多道次形变热处理，其强度达900～1200MPa，导电率达55～70％IACS，抗软化温度在450～520℃。

4.根据权利要求1-3任意一项所述Cu-Fe合金的制备方法，其特征在于，包括熔炼铸造—均匀化处理—形变热处理的步骤，具体如下：

1)熔炼铸造：

熔炼过程：在熔炼炉中加入电解铜+纯铁+覆盖剂→熔化→升温→除气并加入In、Mg以及任选的的其它合金元素→取样分析→成分检测和调整，调整好温度后准备铸造；

2)铸造过程：采用连续铸造的方式制备合金坯料，冷却速率的具体数值根据Fe含量的不同进行选择：Fe含量在3～7时，要求铸杆冷却速度不低于100℃/s；Fe含量在7～10时，要求铸杆冷却速度不低于300℃/s，Fe含量在10～12时，要求铸杆冷却速度不低于500℃/s；

3)均匀化处理：均匀化工序的温度和时间根据铁含量进行选择，Fe含量在3～7时，均匀化工艺为950℃保温2-6h；Fe含量为7～10时，Cu-Fe合金均匀化工艺为980℃保温4-10h；Fe含量为10～12时，Cu-Fe合金均匀化工艺为1000℃保温6-12h；

4)形变热处理：一次冷变形，应变量为3-5—一次退火—二次冷变形，应变量5-7—二次退火—三次冷变形，应变量7-8—时效处理。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在加入In、Mg元素之前，通氩气或氮气进行5-20分钟对熔体进行搅拌除气，然后依次加入In、Mg元素，其中In和Mg可以以纯金属和中间合金形式加入。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼铸造过程中，铸造前的熔体温度为1300-1400℃。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述铸造过程中采用的结晶器为非碳材质且与合金主要成分均无剧烈化学反应的氮化硼材料。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼铸造过程中，铸坯的尺寸需要根据Fe元素含量进行选择，Fe含量为3-7wt％的Cu-Fe合金，圆形铸杆直径最大不超过30mm；Fe含量为7-10wt％的Cu-Fe合金，圆形铸杆直径最大不超过25mm；Fe含量为10-12wt％的Cu-Fe合金，圆形铸杆直径最大不超过20mm。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤4的形变热处理工艺中，退火工艺要根据Fe元素的含量进行选择，且一次中间退火温度高于第二次中间退火温度，第二次中间退火温度高于最后时效温度；Fe含量为3-7的Cu-Fe合金三次中间退火温度分别为400-450、350-400、200-250，时间1-2h；Fe含量为7-10的Cu-Fe合金，三次中间退火温度分别为450-500、400-450、250-300，时间2-4h；Fe含量为10-12的Cu-Fe合金三次中间退火温度分别为500-550、450-500、250-300，时间2-4h。