CN105714133B - 一种Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金棒材的制备方法 - Google Patents

一种Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金棒材的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105714133B
CN105714133B CN201610128200.4A CN201610128200A CN105714133B CN 105714133 B CN105714133 B CN 105714133B CN 201610128200 A CN201610128200 A CN 201610128200A CN 105714133 B CN105714133 B CN 105714133B
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
copper
alloy bar
preparation
argon atmosphere
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610128200.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105714133A (zh
Inventor
甘春雷
郑开宏
王海艳
王顺成
李继林
董晓蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of New Materials of Guangdong Academy of Sciences
Original Assignee
Guangdong Institute of Materials and Processing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Institute of Materials and Processing filed Critical Guangdong Institute of Materials and Processing
Priority to CN201610128200.4A priority Critical patent/CN105714133B/zh
Publication of CN105714133A publication Critical patent/CN105714133A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105714133B publication Critical patent/CN105714133B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/04—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

一种Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金棒材的制备方法，由以下步骤组成：以阴极铜，铜铬、铜锆和铜镁中间合金为原料，在真空度为0.1~1Pa，1300~1400℃下熔化，在氩气气氛下浇注出合金铸坯；将合金铸坯锯切处理后，加热至910~950℃，保温30~100min；将合金铸坯热挤压成棒材，进行水封处理，水温为20~30℃在线淬火，水淬时间为20~60min；将合金棒材室温拉拔；将室温拉拔后的合金棒材在氩气气氛下时效处理，时效处理温度为400~500℃，时间为1~6h，空冷或随炉冷却。本发明的优点为可实现在线淬火，省却了传统工艺中的加热工序及相应的加热设备，有利于降低能源消耗，减少金属损耗，提高生产效率，降低生产成本，适合于批量工业生产。

Description

一种Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制备方法
技术领域
本发明涉及有色金属制备技术领域，特别是涉及一种Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制备方法。
背景技术
Cu-Cr-Zr系合金是一类重要的功能结构材料，因其同时兼有强度、硬度高，导电、导热性高，抗高温软化能力优异，焊接性能优良，耐磨性和减磨性好等显著特点而受到广泛重视，在核装备、高铁接触导线、大型集成电路引线框架、电阻焊电极和连铸结晶器等方面得到广泛的应用，是最具发展潜力的高强高导型铜合金，已成为世界各工业国竞相研究和开发的重点。
目前开发的Cu-Cr-Zr系合金棒材一般制备工艺为：真空熔铸→热挤压→加热→淬火→拉伸→时效→拉伸。该工艺虽然能够制备综合性能良好的Cu-Cr-Zr系合金棒材，但工艺流程较长且在加热-淬火工序中加热温度达900~975℃[钟卫佳, 马可定, 吴维治, 《铜加工技术实用手册》, 北京: 冶金工业出版社, 2007: p206]，能源消耗大，淬火导致金属表面氧化严重，增加了金属损耗，且需配备专门的加热和淬火设备，致使生产成本增加，严重限制了Cu-Cr-Zr系合金的进一步推广和应用。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种流程短、成本低、性能高的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明所述的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制备方法，由以下步骤组成：
1）以阴极铜，铜铬、铜锆和铜镁中间合金为原料，在真空度为0.1~1Pa，1300~1400℃下熔化，铸型预热温度为80~150℃，在氩气气氛下
浇注出Cu-Cr-Zr-Mg合金铸坯；
2）将Cu-Cr-Zr-Mg合金铸坯锯切处理后，加热至910~950℃，保温30~100min，同时将挤压筒和挤压模具预热至400~600℃；
3）将Cu-Cr-Zr-Mg合金铸坯热挤压成棒材，进行水封处理，水温为20~30℃在线淬火，时间为20~60min；
4）将Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材室温拉拔；
5）将室温拉拔后的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材在氩气气氛下时效处理，时效处理温度为400~500℃，时间为1~6h，冷却方式为空冷或随炉冷却。
所述铜铬合金中铬含量为10~15%。
所述铜锆合金中锆含量为20~30%。
所述铜镁合金中镁含量为20~25%。
本发明的优点在于：
1.本发明将Cu-Cr-Zr合金棒材传统制备工艺中热挤压-加热-淬火3道工序简化为热挤压-水封处理2道工序，并实现了在线淬火，省却了传统工艺中的加热工序及相应的加热设备，有利于降低能源消耗，减少金属损耗，提高生产效率，降低生产成本，适合于批量工业生产。
2.采用本发明制备的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材抗拉强度≥550MPa、延伸率≥6.0%，导电率≥80%IACS，具有优良的力学性能和导电性能，在电阻焊电极、导电嘴等要求高强度高导电性能的使用领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1
直径尺寸为Φ6mm的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材制备方法。
以阴极铜、铜铬、铜锆和铜镁为原料，所述铜铬合金中铬含量为10%，所述铜锆合金中锆含量为20%，所述铜镁合金中镁含量为20%。首先将原料在1400℃下熔化，真空度为0.1Pa，在氩气保护气氛下浇注出Cu-0.9Cr-0.3Zr-0.2Mg合金铸坯，铸型预热温度为150℃；将合金铸坯锯切处理后加热至950℃，保温100min，同时将挤压筒和挤压模具预热至400℃；将合金铸坯热挤压成直径尺寸为Φ13mm的棒材，并进行水封处理，实现在线水淬，水温为30℃，时间为20min；将合金棒材进行室温拉拔加工至直径尺寸为Φ6mm的棒材；将室温拉拔加工后的合金棒材在氩气保护气氛下进行时效处理，时效处理温度为500℃，时间为1h，冷却方式为随炉冷却。所制备的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材抗拉强度为587MPa，延伸率为6.4%，导电率为80%IACS。
实施例2
直径尺寸为Φ8mm的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材制备方法。
以阴极铜、铜铬、铜锆和铜镁为原料，所述铜铬合金中铬含量为10%，所述铜锆合金中锆含量为25%，所述铜镁合金中镁含量为20%。首先将原料在1300℃下熔化，真空度为0.1Pa，在氩气保护气氛下浇注出Cu-0.9Cr-0.3Zr-0.2Mg合金铸坯，铸型预热温度为80℃；将合金铸坯锯切处理后加热至910℃，保温30min，同时将挤压筒和挤压模具预热至600℃；将合金铸坯热挤压成直径尺寸为Φ16mm的棒材，并进行水封处理，实现在线水淬，水温为20℃，时间为30min；将合金棒材进行室温拉拔加工至直径尺寸为Φ9mm的棒材；将室温拉拔加工后的合金棒材在氩气保护气氛下进行时效处理，时效处理温度为400℃，时间为6h，冷却方式为空冷。所制备的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材抗拉强度为571MPa、延伸率为7.2%、导电率为81%IACS。
实施例3
直径尺寸为Φ10mm的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材制备方法。
以阴极铜、铜铬、铜锆和铜镁为原料，所述铜铬合金中铬含量为15%，所述铜锆合金中锆含量为20%，所述铜镁合金中镁含量为25%。首先将原料在1300℃下熔化，真空度为0.1Pa，在氩气保护气氛下浇注出Cu-0.9Cr-0.3Zr-0.2Mg合金铸坯，铸型预热温度为80℃；将合金铸坯锯切处理后加热至910℃，保温30min，同时将挤压筒和挤压模具预热至600℃；将合金铸坯热挤压成直径尺寸为Φ19mm的棒材，并进行水封处理，实现在线水淬，水温为20℃，时间为40min；将合金棒材进行室温拉拔加工至直径尺寸为Φ10mm的棒材；将室温拉拔加工后的合金棒材在氩气保护气氛下进行时效处理，时效处理温度为400℃，时间为6h，冷却方式为随炉冷却。所制备的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材抗拉强度为563MPa、延伸率为7.5%、导电率为81%IACS。
实施例4
直径尺寸为Φ12mm的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材制备方法。
以阴极铜、铜铬、铜锆和铜镁为原料，所述铜铬合金中铬含量为15%，所述铜锆合金中锆含量为30%，所述铜镁合金中镁含量为25%。首先将原料在1300℃下熔化，真空度为0.1Pa，在氩气保护气氛下浇注出Cu-0.9Cr-0.3Zr-0.2Mg合金铸坯，铸型预热温度为150℃；将合金铸坯锯切处理后加热至910℃，保温30min，同时将挤压筒和挤压模具预热至600℃；将合金铸坯热挤压成直径尺寸为Φ22mm的棒材，并进行水封处理，实现在线水淬，水温为20℃，时间为60min；将合金棒材进行室温拉拔加工至直径尺寸为Φ12mm的棒材；将室温拉拔加工后的合金棒材在氩气保护气氛下进行时效处理，时效处理温度为500℃，时间为6h，冷却方式为随炉冷却。所制备的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材抗拉强度为552MPa、延伸率为8.7%、导电率为83%IACS。
采用传统工艺制备Cu-0.9Cr-0.3Zr-0.2Mg棒材，其性能为抗拉强度550MPa，延伸率6.0%，导电率80%IACS。比较结果表明，采用本发明制备的Cu-0.9Cr-0.3Zr-0.2Mg合金棒材性能优于传统工艺所得合金。
本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (4)

1.一种Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制备方法，其特征是由以下步骤组成：
1）以阴极铜，铜铬、铜锆和铜镁中间合金为原料，在真空度为0.1~1Pa，1300~1400℃下熔化，铸型预热温度为80~150℃，在氩气气氛下浇注出Cu-Cr-Zr-Mg合金铸坯；
2）将Cu-Cr-Zr-Mg合金铸坯锯切处理后，加热至910~950℃，保温30~100min，同时将挤压筒和挤压模具预热至400~600℃；
3）将Cu-Cr-Zr-Mg合金铸坯热挤压成棒材，进行水封处理，水温为20~30℃在线淬火，水淬时间为20~60min；
4）将Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材室温拉拔；
5）将室温拉拔后的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材在氩气气氛下时效处理，时效处理温度为400~500℃，时间为1~6h，冷却方式为空冷或随炉冷却。
2.根据权利要求1所述的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制备方法，其特征是所述铜铬合金中铬含量为10~15%。
3.根据权利要求1所述的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制备方法，其特征是所述铜锆合金中锆含量为20~30%。
4.根据权利要求1所述的Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制备方法，其特征是所述铜镁合金中镁含量为20~25%。
CN201610128200.4A 2016-03-08 2016-03-08 一种Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金棒材的制备方法 Active CN105714133B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610128200.4A CN105714133B (zh) 2016-03-08 2016-03-08 一种Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金棒材的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610128200.4A CN105714133B (zh) 2016-03-08 2016-03-08 一种Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金棒材的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105714133A CN105714133A (zh) 2016-06-29
CN105714133B true CN105714133B (zh) 2017-09-26

Family

ID=56157377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610128200.4A Active CN105714133B (zh) 2016-03-08 2016-03-08 一种Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金棒材的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105714133B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107695358B (zh) * 2017-09-07 2019-03-29 北京科技大学 一种焊接导电嘴的制备方法
CN107475559B (zh) * 2017-09-21 2019-06-18 中国西电电气股份有限公司 一种高强高导高热稳定性铬锆铜合金及其制备方法
CN109385555B (zh) * 2018-12-04 2020-11-17 广东华兴换热设备有限公司 一种铜铬锆合金及其制备方法
CN109913691A (zh) * 2019-04-22 2019-06-21 南通科誉德摩尔新材料有限公司 一种高强复合铬锆铜材料的制作工艺

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101565803A (zh) * 2009-06-03 2009-10-28 北京科技大学 一种提高Cu-Cr系铜合金强度和导电率的热处理方法
CN101717876A (zh) * 2009-12-16 2010-06-02 北京有色金属研究总院 一种铜铬锆系合金及其制备和加工方法
CN101724759A (zh) * 2009-12-15 2010-06-09 北京科技大学 一种制备纳米颗粒强化的Cu-Cr-Zr-Mg系铜合金的方法
CN102108459A (zh) * 2009-12-23 2011-06-29 沈阳兴工铜业有限公司 高强度镍铬硅铜合金材料及其加工工艺
CN102392205A (zh) * 2011-11-25 2012-03-28 汕头华兴冶金设备股份有限公司 一种精密铜件制作工艺
CN103273271A (zh) * 2013-05-31 2013-09-04 中国科学院金属研究所 一种高强高导铜铬锆合金长导线的制备工艺
CN103643080A (zh) * 2013-12-25 2014-03-19 海门市江滨永久铜管有限公司 高强、高延性、高导电的铜镍硅合金棒材及生产方法
CN104630541A (zh) * 2013-11-08 2015-05-20 青岛宏泰铜业有限公司 铬锆铜合金异型材生产工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101565803A (zh) * 2009-06-03 2009-10-28 北京科技大学 一种提高Cu-Cr系铜合金强度和导电率的热处理方法
CN101724759A (zh) * 2009-12-15 2010-06-09 北京科技大学 一种制备纳米颗粒强化的Cu-Cr-Zr-Mg系铜合金的方法
CN101717876A (zh) * 2009-12-16 2010-06-02 北京有色金属研究总院 一种铜铬锆系合金及其制备和加工方法
CN102108459A (zh) * 2009-12-23 2011-06-29 沈阳兴工铜业有限公司 高强度镍铬硅铜合金材料及其加工工艺
CN102392205A (zh) * 2011-11-25 2012-03-28 汕头华兴冶金设备股份有限公司 一种精密铜件制作工艺
CN103273271A (zh) * 2013-05-31 2013-09-04 中国科学院金属研究所 一种高强高导铜铬锆合金长导线的制备工艺
CN104630541A (zh) * 2013-11-08 2015-05-20 青岛宏泰铜业有限公司 铬锆铜合金异型材生产工艺
CN103643080A (zh) * 2013-12-25 2014-03-19 海门市江滨永久铜管有限公司 高强、高延性、高导电的铜镍硅合金棒材及生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105714133A (zh) 2016-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106222477B (zh) 一种电动汽车充电桩连接器用碲铜合金及其生产工艺
CN105714133B (zh) 一种Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金棒材的制备方法
CN103695825B (zh) 一种高导电率的高强度铜铬锆合金细线导体的制备方法
CN105483419A (zh) 一种高强高导氧化铝弥散强化铜基复合材料的制备方法
CN102383078B (zh) 一种高强度高导电率铍铜合金的制备方法
CN105088001B (zh) 一种高强高导接触线用铜合金及其制备方法
CN101003866A (zh) 高强高导电铜铬锆合金棒型材的非真空熔炼技术
CN106834836A (zh) 一种铝合金导线材料及其生产工艺
CN104073684A (zh) 含Cr和Mn元素的钛合金及其制备方法
CN106834824B (zh) 一种含钪、钇的高强高导电率铝基材料及其制备方法
CN102286714A (zh) 一种铜镍锡合金的制备方法
CN107190182A (zh) 一种铝合金电线及其制备方法
CN107739878A (zh) 一种高强高导抗软化铜合金及其制备方法
CN108559877A (zh) 充电桩导电零件用6系铝合金中厚板的加工工艺
CN105839038A (zh) 一种高强度高导电率Cu-Ag-Fe合金的制备方法
CN101092710A (zh) 一种钛/铜复合板及其制备方法
CN109957670B (zh) 一种换向器用铜银碲合金及其制备方法
CN103382542A (zh) 一种纤维强化铜铬锆合金的制备方法
CN104561638B (zh) 一种Al2O3弥散强化铜基复合材料的制备方法
CN110428924A (zh) 一种架空导线用铝包镍钼合金钢线及其制备方法
CN107760920A (zh) 一种高强高导热铜合金及其制备方法
CN109930016A (zh) 一种高强高导铜银合金微细线的制备方法
CN103173647B (zh) 一种用于眼镜框架的铜合金弹性片材的制备方法
CN106334883A (zh) 一种高强度、耐腐蚀的高温铜基钎焊料及其制造方法
CN109013729A (zh) 一种氧化铝弥散铜合金的静液挤压工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20170613

Address after: 510651 Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, No. 363, No.

Applicant after: Guangdong Institute Of Materials And Processing

Address before: 510651 Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, No. 363, No.

Applicant before: GUANGZHOU Research Institute OF NON FERROUS METALS

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 510651 No. 363, Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District

Patentee after: Institute of materials and processing, Guangdong Academy of Sciences

Address before: 510651 No. 363, Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District

Patentee before: Guangdong Institute Of Materials And Processing

CP01 Change in the name or title of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221111

Address after: 510651 No. 363, Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District

Patentee after: Institute of new materials, Guangdong Academy of Sciences

Address before: 510651 No. 363, Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District

Patentee before: Institute of materials and processing, Guangdong Academy of Sciences

TR01 Transfer of patent right