CN104726740A - 一种电气用铜合金材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子电气材料，尤其涉及一种电气用铜合金材料，其特征在于：包括化学元素铜、铁、银、磷、硅，其中元素配比：铜为10％-90％，铁为10％-45％，银为0.1％-10％，磷为0.01％-10％，硅为1％-60％，且余量为不可避免的杂质。该电气用铜合金材料的导电性性能好，拉伸强度大，耐磨性能好、加热可加工、强度高、塑性优越，广泛应用于电气设备。

Description

一种电气用铜合金材料
技术领域
本发明涉及电气材料，尤其涉及一种电气用铜合金材料。
背景技术
铜合金在电气工程领域具有广泛的应用，尤其在电机制造中，广泛使用高导电和高强度的铜合金。主要用铜部位是定子、转子和轴头等。在大型电机中，绕组要用水或氢气冷却，称为双水内冷或氢气冷却电机，这就需要大长度的中空导线。电机是使用电能的大户，约占全部电能供应的60％。一台电机运转累计电费很高，一般在最初工作500小时内就达到电机本易的成本，一年内相当于成本的4～16倍，在整个工作寿命期间可以达到成本的200倍。电机效率的少量提高，不但可以节能；而且可以获得显著的经济效益。开发和应用高效电机，是当前世界上的一个热门课题。由于电机内部的能量消耗，主要来源于绕组的电阻损耗；目前，增大铜线截面是发展高效电机的一个关键措施。近年来己率先开发出来的一些高效电机与传统电机相比，铜绕组的使用量增加25～100％。美国能源部正在资助一个开发项目，拟采用铸入铜的技术生产电机转子，铜合金材料的研发受到了广泛的关注。
而且，随着电子电气事业的发展和电器技术的提高，伴随着电子设备的小型化、轻量化、高功能化、高密度安装化，对电子电气设备用材料所要求的特性项目越来越高，例如电导率、强度、塑性、抗腐蚀性、耐疲劳性、硬度、耐磨性、热处理可加工性等机械性能有较高的要求。
因此，为了解决上述问题，特提供一种新的技术方案满足需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种电气用铜合金材料，该材料的具有良好的导电率、抗腐蚀性、耐磨性、屈服强度、热处理可加工等优异性能。
为了达到上述技术目的，本发明的技术方案具体为，一种电气用铜合金材料，包括化学元素铜、铁、银、磷、硅，其中元素配比：铜为10％-90％，铁为10％-45％，银为0.1％-10％，磷为0.01％-10％，硅为1％-60％，且余量为不可避免的杂质。
进一步地，所述元素配比：铜为20％-90％，铁为10％-40％，银为0.2％-8％，磷为0.05％-8％，硅为2％-50％，且余量为不可避免的杂质。
进一步地，所述元素配比：铜为30％-90％，铁为10％-30％，银为0.5％-5％，磷为0.08％-6％，硅为5％-40％，且余量为不可避免的杂质。
进一步地，所述元素配比：铜为45％-90％，铁为10％-20％，银为0.5％-2％，磷为0.1％-4％，硅为8％-25％，且余量为不可避免的杂质。
进一步地，还包括元素铬，含量为0.01％-1％。
本发明的有益效果：电气用铜合金材料的导电性性能好，拉伸强度大，耐磨性能好、屈服强度大、加热可加工，添加银提高其导电性能，添加铁和硅，使得铜合金材料的耐磨性能、强度、塑性优越，满足电气设备的要求。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例进一步阐释本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。所述方法如无特别说明均为常规方法。
实施例1
本发明铜合金材料制造方法是熔解·铸造→均匀热处理→热轧→热轧后的骤冷→冷轧→伴有固溶的重结晶处理→冷轧→时效处理。
将金属单质按照一定配比在中频真空感应炉熔融，在800～1100℃的温度下保持30min～12h的条件下进行均匀热处理，热轧，骤冷；冷轧，利用该冷轧得到规定的合金，以该合金受到伴有固溶的重结晶处理，从700～900℃保持5-300S这样的条件进行，提高耐应力，伴有固溶的重结晶处理后的冷轧在加工率为15％-45％的条件下进行，提高其弯曲性能；并实施低温退火处理，其退火温度为100～900℃，退火时间为0.5h～2h。合金铸成40×100mm的圆锭。车去表面缺陷，并将头部锯掉，切成20mm厚的圆片。
具体该电气用铜合金材料，包括化学元素铜、铁、银、磷、硅，其中元素配比：铜为80％，铁为10％，银为0.1％，磷为0.01％，硅为9.8％，且余量为不可避免的杂质。
使用以轧制方向40×100mm的试验片，依据非铁金属材料电导率测定方法，利用双电桥式电阻测定装置来的定电阻，利用平均截面积法算出电导率，该材料的电导率为38％IACS。
使用以轧制方向为长度方向的试验片，0.2％屈服强度为600N/mm2。
实施例2
一种电气用铜合金材料，该铜合金材料制造方法与实施例1相同，不同之处在于材料配比不同。
铜合金材料制造方法是熔解·铸造→均匀热处理→热轧→热轧后的骤冷→冷轧→伴有固溶的重结晶处理→冷轧→时效处理。
将金属单质按照一定配比在中频真空感应炉熔融，在800～1100℃的温度下保持30min～12h的条件下进行均匀热处理，热轧，骤冷；冷轧，利用该冷轧得到规定的合金，以该合金受到伴有固溶的重结晶处理，从700～900℃保持5-300S这样的条件进行，提高耐应力，伴有固溶的重结晶处理后的冷轧在加工率为15％-45％的条件下进行，提高其弯曲性能；并实施低温退火处理，其退火温度为100～900℃，退火时间为0.5h～2h。合金铸成40×100mm的圆锭。车去表面缺陷，并将头部锯掉，切成20mm厚的圆片。
具体该电气用铜合金材料，包括化学元素铜、铁、银、磷、硅，其中元素配比：铜为48％，铁为40％，银为8％，磷为0.05％，硅为2％，且余量为不可避免的杂质。
用以轧制方向40×100mm的试验片，依据非铁金属材料电导率测定方法，利用双电桥式电阻测定装置来的定电阻，利用平均截面积法算出电导率，该材料的电导率为36％IACS。
使用以轧制方向为长度方向的试验片，0.2％屈服强度为650N/mm2。
实施例3
一种电气用铜合金材料，该铜合金材料制造方法与实施例1相同，不同之处在于材料配比不同。
铜合金材料制造方法是熔解·铸造→均匀热处理→热轧→热轧后的骤冷→冷轧→伴有固溶的重结晶处理→冷轧→时效处理。
将金属单质按照一定配比在中频真空感应炉熔融，在800～1100℃的温度下保持30min～12h的条件下进行均匀热处理，热轧，骤冷；冷轧，利用该冷轧得到规定的合金，以该合金受到伴有固溶的重结晶处理，从700～900℃保持5-300S这样的条件进行，提高耐应力，伴有固溶的重结晶处理后的冷轧在加工率为15％-45％的条件下进行，提高其弯曲性能；并实施低温退火处理，其退火温度为100～900℃，退火时间为0.5h～2h。合金铸成40×100mm的圆锭。车去表面缺陷，并将头部锯掉，切成20mm厚的圆片。
具体该电气用铜合金材料，包括化学元素铜、铁、银、磷、硅，其中元素配比：铜为30％，铁为30％，银为5％，磷为4％，硅为30％，且余量为不可避免的杂质。
用以轧制方向40×100mm的试验片，依据非铁金属材料电导率测定方法，利用双电桥式电阻测定装置来的定电阻，利用平均截面积法算出电导率，该材料的电导率为42％IACS。
使用以轧制方向为长度方向的试验片，0.2％屈服强度为620N/mm2。
实施例4
一种电气用铜合金材料，该铜合金材料制造方法与实施例1相同，不同之处在于材料配比不同。
铜合金材料制造方法是熔解·铸造→均匀热处理→热轧→热轧后的骤冷→冷轧→伴有固溶的重结晶处理→冷轧→时效处理。
将金属单质按照一定配比在中频真空感应炉熔融，在800～1100℃的温度下保持30min～12h的条件下进行均匀热处理，热轧，骤冷；冷轧，利用该冷轧得到规定的合金，以该合金受到伴有固溶的重结晶处理，从700～900℃保持5-300S这样的条件进行，提高耐应力，伴有固溶的重结晶处理后的冷轧在加工率为15％-45％的条件下进行，提高其弯曲性能；并实施低温退火处理，其退火温度为100～900℃，退火时间为0.5h～2h。合金铸成40×100mm的圆锭。车去表面缺陷，并将头部锯掉，切成20mm厚的圆片。
具体该电气用铜合金材料，包括化学元素铜、铁、银、磷、硅，其中元素配比：铜为50％，铁为20％，银为0.5％，磷为4％，硅为25％，且余量为不可避免的杂质。
用以轧制方向40×100mm的试验片，依据非铁金属材料电导率测定方法，利用双电桥式电阻测定装置来的定电阻，利用平均截面积法算出电导率，该材料的电导率为43％IACS。
使用以轧制方向为长度方向的试验片，0.2％屈服强度为625N/mm2。
实施例5
一种电气用铜合金材料，该铜合金材料制造方法与实施例1相同，不同之处在于材料配比不同、材料不完全相同。
铜合金材料制造方法是熔解·铸造→均匀热处理→热轧→热轧后的骤冷→冷轧→伴有固溶的重结晶处理→冷轧→时效处理。
将金属单质按照一定配比在中频真空感应炉熔融，在800～1100℃的温度下保持30min～12h的条件下进行均匀热处理，热轧，骤冷；冷轧，利用该冷轧得到规定的合金，以该合金受到伴有固溶的重结晶处理，从700～900℃保持5-300S这样的条件进行，提高耐应力，伴有固溶的重结晶处理后的冷轧在加工率为15％-45％的条件下进行，提高其弯曲性能；并实施低温退火处理，其退火温度为100～900℃，退火时间为0.5h～2h。合金铸成40×100mm的圆锭。车去表面缺陷，并将头部锯掉，切成20mm厚的圆片。
具体该电气用铜合金材料，包括化学元素铜、铁、银、磷、硅，其中，还包括元素铬，其中元素配比：铜为80％，铁为10％，银为0.1％，磷为0.01％，硅为9.8％，铬为0.01％，且余量为不可避免的杂质。
用以轧制方向40×100mm的试验片，依据非铁金属材料电导率测定方法，利用双电桥式电阻测定装置来的定电阻，利用平均截面积法算出电导率，该材料的电导率为45％IACS。
使用以轧制方向为长度方向的试验片，0.2％屈服强度为630N/mm2。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种电气用铜合金材料，其特征在于：包括化学元素铜、铁、银、磷、硅，其中元素配比：铜为10％-90％，铁为10％-45％，银为0.1％-10％，磷为0.01％-10％，硅为1％-60％，且余量为不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种电气铜合金材料，其特征在于，所述元素配比：铜为20％-90％，铁为10％-40％，银为0.2％-8％，磷为0.05％-8％，硅为2％-50％，且余量为不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的一种电气铜合金材料，其特征在于，所述元素配比：铜为30％-90％，铁为10％-30％，银为0.5％-5％，磷为0.08％-6％，硅为5％-40％，且余量为不可避免的杂质。
4.根据权利要求1或2所述的一种电气铜合金材料，其特征在于，所述元素配比：铜为45％-90％，铁为10％-20％，银为0.5％-2％，磷为0.1％-4％，硅为8％-25％，且余量为不可避免的杂质。
5.根据权利要求1或2所述的一种电气铜合金材料，其特征在于，还包括元素铬，含量为0.01％-1％。
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