一種高強度高導電的銅合金材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于銅合金領域，具體而言涉及一種高強度高導電的銅合金材料。
【背景技術】
[0002] 高強度高導電銅合金是具有優良綜合物理性能和力學性能的高性能金屬材料，同 時具備結構和功能特性，廣泛應用于電力、電子、電氣、機械等工業行業，用作電氣工程開關 觸橋、連鑄機結晶器內襯、集成電路引線框架、大功率異步牽引電動機轉子、電氣化鐵路接 觸導線（電車線）、高脈沖磁場導體材料等。
[0003] 高強度和高導電性是一對矛盾，但在某些高新技術領域，要求材料同時具有高強 度和高導電性。目前主要是應用合金化和復合技術來解決這一問題。通過固溶強化、沉淀 強化、細晶強化和形變強化等手段來強化銅基體，技術較成熟，工藝較簡單，成本較低，適宜 規模化生產，但所得材料強度一般低于450MPa，電導率一般不超過80% IACS，難以滿足高 新技術對材料性能的要求。復合法制備的銅合金抗拉強度高，但其工藝較復雜，生產成本較 高，不利于工業化生產，需深入研究。
[0004] 材料的微合金化技術是根據材料的應用需要選擇不同的合金元素，滿足不同的性 能要求，在銅銀合金的基礎上，添加一些微量元素，以起到提高材料力學性能、耐腐蝕性能、 耐磨性能，并保持足夠的導電性能和較高的強度。
【發明內容】
[0005] 本發明提供一種高強度高導電的銅合金材料，該銅合金材料具有較強的抗拉強 度、硬度、耐磨性和耐熱性，同時具有優良的導電性。
[0006] 具體的，本發明涉及一種高強度高導電的銅合金材料，其特征在于，包括銅、銀、 鉻、鎂、錳、鎳以及稀土元素。
[0007] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述的高強度高導電的銅合金材料，包括銅、 銀、鉻、鎂、錳、鎳以及稀土元素，各組分的重量百分比為：鎂〇. 5-1. 5%，錳0. 02-0. 15%，鎳 0? 02-0. 1 %，銀 0? 05-0. 2 %，鉻 0? 55-2. 5 %，稀土元素 0? 10-0. 5 %，余量為銅。
[0008] 優選地，其中稀土元素為釹、鑭、鉺和釤；
[0009] 優選地，稀土元素中含釹30-35%，鑭20-25%，鉺20-25%，余量為釤（重量百分 比）；
[0010] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述的高強度高導電的銅合金材料，包括如 下重量百分比的原料：鎂0.5-1. 5%，錳0.02-0. 15%，鎳0.02-0. 1%，銀0.05-0. 2%，鉻 0. 55-2. 5%，稀土元素0. 1-0. 5%，余量為銅，其中稀土元素中含釹30-35%，鑭20-25%，鉺 20-25%，余量為釤。
[0011] 在本發明一個【具體實施方式】中，所述的高強度高導電的銅合金材料，包括如下重 量百分比的原料：鎂1.0%，錳0.02%，鎳0.02%，銀0.05%，鉻0. 55%，稀土元素0. 1%，余 量為銅，其中稀土元素中含釹30 %，鑭20 %，鉺20 %，余量為釤。
[0012] 在本發明一個【具體實施方式】中，所述的高強度高導電的銅合金材料，包括如下重 量百分比的原料：鎂1. 5%，錳0. 15%，鎳0. 1%，銀0. 2%，鉻2. 5%，稀土元素0. 5%，余量 為銅，其中稀土元素中含釹35 %，鑭25 %，鉺25 %，余量為釤。
[0013] 在本發明一個【具體實施方式】中，所述的高強度高導電的銅合金材料，包括如下重 量百分比的原料：鎂0.5%，錳0. 1%，鎳0.08%，銀0. 1%，鉻2%，稀土元素0.3%，余量為 銅，其中稀土元素中含釹30 %，鑭25 %，鉺20 %，余量為釤。
[0014] 本發明另一方面提供高強度高導電的銅合金材料的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟：（1)先將銅在1200°C -1250°C熔煉30-60分鐘，然后依次加入鎂、錳、鎳、銀、 鉻、稀土元素，同樣溫度下熔煉5-10分鐘；（2)熔煉后在850-900°C下進行2-3小時固溶 處理，然后進行淬火處理；（3)將淬火后的合金進行70-90 %的變形處理；(4)將合金在 450-480°C下保溫1. 5-2小時；（5)在室溫下將合金進行70-90%的變形處理。
[0015] 優選地，其中變形處理方法為乳制、擠壓、拉拔。
[0016] 稀土加入銅銀合金中具有以下效果：（1)起到細化晶粒的效果，兼具造渣、凈化銅 液的作用，可明顯改善鑄錠的組織及性能；(2)改善銅合金的抗氧化能力及耐高溫強度； (3)起到脫氧、脫硫的效果，從而降低氧和硫的有害影響；(4)提高其耐磨性，顯著降低材料 的磨損流失速率，使其主要磨損機制由嚴重的粘著磨損變為較輕的磨粒磨損。同時，銀是貴 金屬中相對廉價且具有優良導電性和導熱性的金屬，故保留微量的銀可進一步提高其導電 性以及耐熱性和耐磨性。
[0017] 下面結合具體的實施方式，對本發明作進一步說明。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1 :
[0019] -種高強度高導電的銅合金材料，包括如下重量百分比的原料：鎂1.0%，錳 0. 1 %，鎳0. 08 %，銀0. 1 %，鉻2 %，稀土元素0. 3 %，余量為銅，其中稀土元素中含釹30 %， 鑭25%，鉺20%，余量為釤；
[0020] 包括以下步驟：（1)先將銅在1200°C熔煉50分鐘，然后依次加入鎂、錳、鎳、銀、鉻、 稀土元素，同樣溫度下熔煉10分鐘；（2)熔煉后在900°C下進行2小時固溶處理，然后進行 淬火處理；（3)將淬火后的合金進行80%的變形處理；（4)將合金460°C下保溫2小時；（5) 在室溫下將合金進行80%的變形處理。
[0021] 實施例2:
[0022] -種高強度高導電的銅合金材料，包括如下重量百分比的原料：鎂1.5%，錳 0. 15%，鎳0. 1%，銀0. 2%，鉻2. 5%，稀土元素0. 5%，余量為銅，其中稀土元素中含釹 35%，鑭25%，鉺25%，余量為釤；
[0023] 包括以下步驟：⑴先將銅在1250°C熔煉60分鐘，然后依次加入鎂、錳、鎳、銀、鉻、 稀土元素，同樣溫度下熔煉10分鐘；（2)熔煉后在900°C下進行3小時固溶處理，然后進行 淬火處理；（3)將淬火后的合金進行90%的變形處理；(4)將合金在480°C下保溫2小時； (5)在室溫下將合金進行90%的變形處理。
[0024] 實施例3 :
[0025] -種高強度高導電的銅合金材料，包括如下重量百分比的原料：鎂0.5%，錳 0. 02 %，鎳0. 02 %，銀0. 05