CN105088010B - 一种高强高导稀土铜锆合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高强高导稀土铜锆合金,所述的铜锆合金由锆、镍、硅、铜和稀土元素组成,各组分占铜锆合金总量的重量百分比为:锆0.1~0.5%,镍0.1~0.5%,硅0.1~0.15%,银0.2~0.4%,稀土元素0.02~0.1%,余量为铜。本发明有益效果:本发明具有制备过程简单、工艺流程短、高强度、高导电性、高弹性、热加工性能优良等特点,其抗拉强度可达690MPa。
Description
技术领域
本发明涉及铜合金材料技术领域,具体地说是一种高强高导稀土铜锆合金及其制备方法。
背景技术
Cu-Zr系合金是一类应用较为广泛的高强度高导电性能合金,目前广泛应用于大规模集成电路用引线框架、电车及电力机车接触线,电接触合金等领域。引线框架铜合金作为大规模集成电路的主要材料,对其性能的要求也越来越高,但目前传统合金或者抗拉强度不高,或者导电率和延伸率低,或者强度硬度低都存在很多问题,因此,迫切需要开发一种新型高强高导引线框架材料铜合金。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供高强稀土铜锆合金及其制备方法,解决传统铜锆合金抗拉强度不高、导电率和延伸率低、强度硬度低等问题,以满足引线框铜合金的要求。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种高强高导稀土铜锆合金,所述的铜锆合金由锆、镍、硅、铜和稀土元素组成,各组分占铜锆合金总量的重量百分比为:锆0.1~0.5%,镍0.1~0.5%,硅0.1~0.15%,银0.2~0.4%,稀土元素0.02~0.1%,余量为铜。
本发明所述的稀土元素为铈、镧中的一种或两种。
本发明所述的稀土元素以两种混合的形式加入时,铈和镧的重量比为1:1~1:3.
一种高强高导稀土铜锆合金的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、制备中间合金:将铜、锆放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1050~1100℃,熔炼0.5~1h,自然冷却后得到Cu-Zr中间合金,备用;将铜、稀土元素放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1030~1070℃,熔炼0.5~1h,自然冷却后得到Cu-稀土中间合金,备用;将铜、硅放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1010~1040℃,熔炼0.5~1h,自然冷却后得到Cu-Si中间合金,备用;
步骤二、熔炼、铸模:将铜、镍、银以及步骤一制得的Cu-Zr中间合金、Cu-稀土中间合金和Cu-Si中间合金放入高频真空熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氮气至炉内压强为0.05MPa,控制熔炼温度为1200~1300℃,熔融后注入铸模,形成铸锭,所述浇筑温度控制在1150~1200℃;
步骤三、热挤压:将步骤二得到的铸锭加热至850~950℃,保温1~3小时,然后热挤压成棒材,挤压比5~10:1,得到棒坯;
步骤四、固溶处理:将步骤三得到的棒坯装入热处理炉中,在850~900℃保温1~2小时,然后进行水淬;
步骤五、冷轧变形:将步骤四固溶处理后的合金进行冷轧变形,变形量为40~80%;
步骤六、时效处理和冷轧变形:将步骤五冷轧变形后的合金进行时效处理,时效温度为450~550℃,保温2~10小时,之后进行冷轧变形,变形量为20~80%。
本发明所述步骤六中时效处理和冷轧变形的方法为:先在时效温度450~500℃下保温2~4小时,进行第一次冷轧变形,变形量为40~80%;然后在时效温度450~550℃下保温2~4小时,再进行第二次冷轧变形,变形量为60~80%。
本发明所述步骤六中时效处理和冷轧变形的方法为:先在时效温度450~500℃下保温2小时,进行第一次冷轧变形,变形量为40%~60%;之后在时效温度460~500℃下保温2~4小时,进行第二次冷轧变形,变形量为40~60%;然后在时效温度450~500℃下保温2~4小时,再进行第三次冷轧变形,变形量为60%~80%。
本发明的有益效果是:(1)本发明在Cu-Zr合金的基础上加入镍、银、硅和微量的稀土元素,Cu与Zr能形成Cu5Zr非氧化物增强相;Ni与Si能形成Ni2Si非氧化物增强相,从而提高了合金的强度。由于Ni、Si加入量过多也会影响合金的导电性,所以Ni、Si的加入量为0.1~0.5%和0.1~0.15%。银的加入能够大幅提高合金的导电率,也能同时提高合金的延伸率。稀土元素的加入除能够改变合金的工艺性,利于精炼、除气和微合金化作用,此外,还可以提高合金的抗拉强度、硬度、导电率、软化温度、延伸率等。
(2)本发明的合金内部生成有Ni2Si和Cu5Zr非氧化物增强相。析出相的多少及其形状、分布对该铜合金的最终性能有较大影响,由于析出相最易在晶界处形核,在制备步骤中,多次时效处理以及多次冷轧变形的操作方法,可以提高析出相的形核位置,析出相析出越多,越能提高合金的强度与导电率。
(3)本发明通过限定合金的成分及其比例,使各成分综合作用,显著提高了合金材料的综合性能,能较好的满足引线框架等电子工业领域用材料对铜合金性能的要求。
因此,本发明具有制备过程简单、工艺流程短、高强度、高导电性、高弹性、热加工性能优良等特点,其抗拉强度可达690MPa。
附图说明
图1为本发明各实施例合金性能表。
具体实施方式
一种高强高导稀土铜锆合金,所述的铜锆合金由锆、镍、硅、铜和稀土元素组成,各组分占铜锆合金总量的重量百分比为:锆0.1~0.5%,镍0.1~0.5%,硅0.1~0.15%,银0.2~0.4%,稀土元素0.02~0.1%,余量为铜。
进一步,稀土元素为铈、镧中的一种或两种。
进一步,稀土元素以两种混合的形式加入时,铈和镧的重量比为1:1~1:3.
一种高强高导稀土铜锆合金的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、制备中间合金:将铜、锆放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1050~1100℃,熔炼0.5~1h,自然冷却后得到Cu-Zr中间合金,备用;将铜、稀土元素放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1030~1070℃,熔炼0.5~1h,自然冷却后得到Cu-稀土中间合金,备用;将铜、硅放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1010~1040℃,熔炼0.5~1h,自然冷却后得到Cu-Si中间合金,备用;
步骤二、熔炼、铸模:将铜、镍、银以及步骤一制得的Cu-Zr中间合金、Cu-稀土中间合金和Cu-Si中间合金放入高频真空熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氮气至炉内压强为0.05MPa,控制熔炼温度为1200~1300℃,熔融后注入铸模,形成铸锭,所述浇筑温度控制在1150~1200℃;
步骤三、热挤压:将步骤二得到的铸锭加热至850~950℃,保温1~3小时,然后热挤压成棒材,挤压比5~10:1,得到棒坯;
步骤四、固溶处理:将步骤三得到的棒坯装入热处理炉中,在850~900℃保温1~2小时,然后进行水淬;
步骤五、冷轧变形:将步骤四固溶处理后的合金进行冷轧变形,变形量为40~80%;
步骤六、时效处理和冷轧变形:将步骤五冷轧变形后的合金进行时效处理,时效温度为450~550℃,保温2~10小时,之后进行冷轧变形,变形量为20~80%。
进一步,步骤一中制备的Cu-Zr中间合金中元素含量为12%~18%的Zr,其余为Cu;Cu-Si中间合金中元素含量为10%~15%的Si,其余为Cu。
进一步,步骤四中水淬的冷却速率控制在175~190℃/s。
进一步,时效处理和冷轧变形的方法为:先在时效温度450~500℃下保温2~4小时,进行第一次冷轧变形,变形量为40~80%;然后在时效温度450~550℃下保温2~4小时,再进行第二次冷轧变形,变形量为60~80%。
进一步,时效处理和冷轧变形的方法为:先在时效温度450~500℃下保温2小时,进行第一次冷轧变形,变形量为40%~60%;之后在时效温度460~500℃下保温2~4小时,进行第二次冷轧变形,变形量为40~60%;然后在时效温度450~500℃下保温2~4小时,再进行第三次冷轧变形,变形量为60%~80%。
下述实施例仅对本发明作进一步详细说明,但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
一种高强高导稀土铜锆合金,由以下重量百分比的组分组成,0.1%的锆,0.1%的镍,0.1%的硅,0.1%的银,0.05%的铈,余量为铜。
具体制备方法为:
步骤一、制备中间合金:将铜、锆放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1050℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Zr中间合金,备用;将铜、稀土放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1030℃,熔炼0.5h,自然冷却后得到Cu-稀土中间合金,备用;将铜、硅放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1020℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Si中间合金,备用;
步骤二、熔炼、铸模:将铜、镍、银以及步骤一制得的Cu-Zr中间合金、Cu-稀土中间和Cu-Si中间合金合金放入高频真空熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氮气至炉内压强为0.05MPa,控制熔炼温度为1200℃,熔融后注入铸模,形成铸锭,所述浇筑温度控制在1150℃;
步骤三、热挤压:将步骤二得到的铸锭加热至850℃,保温2小时,然后热挤压成棒材,挤压比8:1,得到棒坯;
步骤四、固溶处理:将步骤三得到的棒坯装入热处理炉中,在850℃保温1小时,然后进行水淬;
步骤五、冷轧变形:将步骤四固溶处理后的合金进行冷轧变形,变形量为40%;
步骤六、时效处理和冷轧变形:将步骤五冷轧变形后的合金进行时效处理,先在时效温度450℃下保温2小时,进行第一次冷轧变形,变形量为50%,然后在时效温度450℃下保温2小时,再进行第二次冷轧变形,变形量为60%。
合金性能见图1。
实施例2
一种高强高导稀土铜锆合金,由以下重量百分比的组分组成,0.15%的锆,0.15%的镍,0.1%的硅,0.15%的银,0.05%的镧,余量为铜。
具体制备方法为:
步骤一、制备中间合金:将铜、锆放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1080℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Zr中间合金,备用;将铜、稀土放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1030℃,熔炼0.5h,自然冷却后得到Cu-稀土中间合金,备用;将铜、硅放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1020℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Si中间合金,备用;
步骤二、熔炼、铸模:将铜、镍、银以及步骤一制得的Cu-Zr中间合金、Cu-稀土中间和Cu-Si中间合金合金放入高频真空熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氮气至炉内压强为0.05MPa,控制熔炼温度为1220℃,熔融后注入铸模,形成铸锭,所述浇筑温度控制在1160℃;
步骤三、热挤压:将步骤二得到的铸锭加热至860℃,保温2小时,然后热挤压成棒材,挤压比8:1,得到棒坯;
步骤四、固溶处理:将步骤三得到的棒坯装入热处理炉中,在850℃保温1小时,然后进行水淬;
步骤五、冷轧变形:将步骤四固溶处理后的合金进行冷轧变形,变形量为40%;
步骤六、时效处理和冷轧变形:将步骤五冷轧变形后的合金进行时效处理,先在时效温度450℃下保温2小时,进行第一次冷轧变形,变形量为50%,然后在时效温度450℃下保温2小时,再进行第二次冷轧变形,变形量为60%。
合金性能见图1。
实施例3
一种高强高导稀土铜锆合金,由以下重量百分比的组分组成,0.2%的锆,0.15%的镍,0.1%的硅,0.3%的银,0.06%的铈,余量为铜。
具体制备方法为:
步骤一、制备中间合金:将铜、锆放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1090℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Zr中间合金,备用;将铜、稀土放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1030℃,熔炼0.5h,自然冷却后得到Cu-稀土中间合金,备用;将铜、硅放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1030℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Si中间合金,备用;
步骤二、熔炼、铸模:将铜、镍、银以及步骤一制得的Cu-Zr中间合金、Cu-稀土中间和Cu-Si中间合金合金放入高频真空熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氮气至炉内压强为0.05MPa,控制熔炼温度为1250℃,熔融后注入铸模,形成铸锭,所述浇筑温度控制在1160℃;
步骤三、热挤压:将步骤二得到的铸锭加热至870℃,保温2小时,然后热挤压成棒材,挤压比9:1,得到棒坯;
步骤四、固溶处理:将步骤三得到的棒坯装入热处理炉中,在870℃保温1小时,然后进行水淬;
步骤五、冷轧变形:将步骤四固溶处理后的合金进行冷轧变形,变形量为50%;
步骤六、时效处理和冷轧变形:将步骤五冷轧变形后的合金进行时效处理,先在时效温度450℃下保温2小时,进行第一次冷轧变形,变形量为40%;之后在时效温度460℃下保温3小时,进行第二次冷轧变形,变形量为60%;然后在时效温度450℃下保温2小时,再进行第三次冷轧变形,变形量为60%。
合金性能见图1。
实施例4
一种高强高导稀土铜锆合金,由以下重量百分比的组分组成,0.25%的锆,0.2%的镍,0.15%的硅,0.2%的银,0.05%的铈,0.05%的镧,余量为铜。
具体制备方法为:
步骤一、制备中间合金:将铜、锆放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1100℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Zr中间合金,备用;将铜、稀土放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1050℃,熔炼0.5h,自然冷却后得到Cu-稀土中间合金,备用;将铜、硅放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1030℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Si中间合金,备用;
步骤二、熔炼、铸模:将铜、镍、银以及步骤一制得的Cu-Zr中间合金、Cu-稀土中间和Cu-Si中间合金合金放入高频真空熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氮气至炉内压强为0.05MPa,控制熔炼温度为1260℃,熔融后注入铸模,形成铸锭,所述浇筑温度控制在1160℃;
步骤三、热挤压:将步骤二得到的铸锭加热至890℃,保温1.5小时,然后热挤压成棒材,挤压比8:1,得到棒坯;
步骤四、固溶处理:将步骤三得到的棒坯装入热处理炉中,在880℃保温1小时,然后进行水淬;
步骤五、冷轧变形:将步骤四固溶处理后的合金进行冷轧变形,变形量为60%;
步骤六、时效处理和冷轧变形:将步骤五冷轧变形后的合金进行时效处理,先在时效温度450℃下保温2小时,进行第一次冷轧变形,变形量为50%;之后在时效温度460℃下保温2小时,进行第二次冷轧变形,变形量为60%;然后在时效温度460℃下保温2小时,再进行第三次冷轧变形,变形量为60%。
合金性能见图1。
实施例5
一种高强高导稀土铜锆合金,由以下重量百分比的组分组成,0.3%的锆,0.25%的镍,0.15%的硅,0.25%的银,0.06%的铈,余量为铜。
制备方法同实施例4。
实施例6
一种高强高导稀土铜锆合金,由以下重量百分比的组分组成,0.35%的锆,0.25%的镍,0.15%的硅,0.3%的银, 0.05%的镧,余量为铜。
制备方法同实施例4。
合金性能见图1。
实施例7
一种高强高导稀土铜锆合金,由以下重量百分比的组分组成,0.4%的锆,0.3%的镍,0.15%的硅,0.2%的银,0.05%的铈,余量为铜。
具体制备方法为:
步骤一、制备中间合金:将铜、锆放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1100℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Zr中间合金,备用;将铜、稀土放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1060℃,熔炼0.5h,自然冷却后得到Cu-稀土中间合金,备用;将铜、硅放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1040℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Si中间合金,备用;
步骤二、熔炼、铸模:将铜、镍、银以及步骤一制得的Cu-Zr中间合金、Cu-稀土中间和Cu-Si中间合金合金放入高频真空熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氮气至炉内压强为0.05MPa,控制熔炼温度为1270℃,熔融后注入铸模,形成铸锭,所述浇筑温度控制在1165℃;
步骤三、热挤压:将步骤二得到的铸锭加热至900℃,保温1.5小时,然后热挤压成棒材,挤压比9:1,得到棒坯;
步骤四、固溶处理:将步骤三得到的棒坯装入热处理炉中,在880℃保温1小时,然后进行水淬;
步骤五、冷轧变形:将步骤四固溶处理后的合金进行冷轧变形,变形量为60%;
步骤六、时效处理和冷轧变形:将步骤五冷轧变形后的合金进行时效处理,先在时效温度450℃下保温3小时,进行第一次冷轧变形,变形量为60%;之后在时效温度460℃下保温2小时,进行第二次冷轧变形,变形量为60%;然后在时效温度450℃下保温2小时,再进行第三次冷轧变形,变形量为80%。
合金性能见图1。
实施例8
一种高强高导稀土铜锆合金,由以下重量百分比的组分组成,0.4%的锆,0.35%的镍,0.1%的硅,0.3%的银,0.05%的镧,余量为铜。
制备方法同实施例4。
合金性能见图1。
实施例9
一种高强高导稀土铜锆合金,由以下重量百分比的组分组成,0.45%的锆,0.4%的镍,0.1%的硅,0.2%的银,0.02%的铈,0.02%的镧,余量为铜。
具体制备方法为:
步骤一、制备中间合金:将铜、锆放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1100℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Zr中间合金,备用;将铜、稀土放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1070℃,熔炼0.5h,自然冷却后得到Cu-稀土中间合金,备用;将铜、硅放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1040℃,熔炼1h,自然冷却后得到Cu-Si中间合金,备用;
步骤二、熔炼、铸模:将铜、镍、银以及步骤一制得的Cu-Zr中间合金、Cu-稀土中间和Cu-Si中间合金合金放入高频真空熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氮气至炉内压强为0.05MPa,控制熔炼温度为1290℃,熔融后注入铸模,形成铸锭,所述浇筑温度控制在1180℃;
步骤三、热挤压:将步骤二得到的铸锭加热至900℃,保温1.5小时,然后热挤压成棒材,挤压比10:1,得到棒坯;
步骤四、固溶处理:将步骤三得到的棒坯装入热处理炉中,在900℃保温1小时,然后进行水淬;
步骤五、冷轧变形:将步骤四固溶处理后的合金进行冷轧变形,变形量为60%;
步骤六、时效处理和冷轧变形:将步骤五冷轧变形后的合金进行时效处理,先在时效温度450℃下保温2小时,进行第一次冷轧变形,变形量为40%;之后在时效温度460℃下保温2小时,进行第二次冷轧变形,变形量为60%;然后在时效温度450℃下保温2小时,再进行第三次冷轧变形,变形量为80%。
合金性能见图1。
实施例10
一种高强高导稀土铜锆合金,由以下重量百分比的组分组成,0.5%的锆,0.5%的镍,0.1%的硅,0.3%的银,0.03%的镧,0.03%的铈,余量为铜。
制备方法同实施例9。
合金性能见图1。
Claims (4)
1.一种高强高导稀土铜锆合金,其特征在于:所述的铜锆合金由锆、镍、硅、铜和稀土元素组成,各组分占铜锆合金总量的重量百分比为:锆0.35~0.45%,镍0.35~0.4%,硅0.1~0.15%,银0.25~0.4%,稀土元素0.04~0.1%,余量为铜和不可避免的杂质元素;所述的稀土元素为铈和镧,且铈和镧的重量比为1:1~1:3。
2.根据权利要求1所述的一种高强高导稀土铜锆合金的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、制备中间合金:将铜、锆放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1050~1100℃,熔炼0.5~1h,自然冷却后得到Cu-Zr中间合金,备用;将铜、稀土元素放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1030~1070℃,熔炼0.5~1h,自然冷却后得到Cu-稀土中间合金,备用;将铜、硅放入真空非自耗电极电弧熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氩气至炉内压强为0.05MPa,加热至1010~1040℃,熔炼0.5~1h,自然冷却后得到Cu-Si中间合金,备用;
步骤二、熔炼、铸模:将铜、镍、银以及步骤一制得的Cu-Zr中间合金、Cu-稀土中间合金和Cu-Si中间合金放入高频真空熔炼炉内进行熔炼,抽真空至炉内压强为5×10-2Pa,然后充入氮气至炉内压强为0.05MPa,控制熔炼温度为1200~1300℃,熔融后注入铸模,形成铸锭,所述浇注温度控制在1150~1200℃;
步骤三、热挤压:将步骤二得到的铸锭加热至850~950℃,保温1~3小时,然后热挤压成棒材,挤压比5~10:1,得到棒坯;
步骤四、固溶处理:将步骤三得到的棒坯装入热处理炉中,在850~900℃保温1~2小时,然后进行水淬,得到合金备用;
步骤五、冷轧变形:将步骤四处理后的合金进行冷轧变形,变形量为40~80%;
步骤六、时效处理和冷轧变形:将步骤五冷轧变形后的合金进行时效处理,时效温度为450~550℃,保温2~10小时,之后进行冷轧变形,变形量为20~80%,即制得高强高导铜锆合金。
3.根据权利要求2所述的一种高强高导稀土铜锆合金的制备方法,其特征在于:所述步骤六中时效处理和冷轧变形的方法为:先在时效温度450~500℃下保温2~4小时,进行第一次冷轧变形,变形量为40~80%;然后在时效温度450~550℃下保温2~4小时,再进行第二次冷轧变形,变形量为60~80%。
4.根据权利要求2所述的一种高强高导稀土铜锆合金的制备方法,其特征在于:所述步骤六中时效处理和冷轧变形的方法为:先在时效温度450~500℃下保温2小时,进行第一次冷轧变形,变形量为40%~60%;之后在时效温度460~500℃下保温2~4小时,进行第二次冷轧变形,变形量为40~60%;然后在时效温度450~500℃下保温2~4小时,再进行第三次冷轧变形,变形量为60%~80%。
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