CN109735738A

CN109735738A - 一种低温高韧性软铜合金材料及其制备方法

Info

Publication number: CN109735738A
Application number: CN201910170105.4A
Authority: CN
Inventors: 李建国; 李国平
Original assignee: Shandong Polytron Technologies Inc Powder
Current assignee: Shandong Polytron Technologies Inc Powder
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2019-05-10

Abstract

本发明公开了一种低温高韧性软铜合金材料及其制备方法，主要涉及合金材料技术领域，包括Cu、Ag、Lr、Mn、Ti、B，所述Ag的质量分数为2～3％，所述Lr的质量分数为0.16‑0.3％、所述Mn的质量分数为0.5～0.8％、所述Ti的质量分数为0.2～0.3％、所述B的质量分数为3～5％、余量为Cu，铜合金具有高韧性与高导电性兼顾的特点，它克服了其它铜合金高强度与高导电相互矛盾的缺陷，保证了韧性，电导率仍能保持在83～95％IACS，其使用寿命比常规的铜合金提高3～5倍。

Description

一种低温高韧性软铜合金材料及其制备方法

技术领域

本发明主要涉及合金材料技术领域，具体是一种低温高韧性软铜合金材料及其制备方法。

背景技术

由于具有良好的导电导热性能、耐腐蚀性能、强度、疲劳性能以及易于制备等特点，铜及其合金在电子、电力、机械以及航天航空领域得到了广泛的应用，成为重要的电子金属材料。对于铜合金材料，既具有高的韧性又具有高的导电性一直是大家追求的目标，然而对于铜合金，在低温条件下，高韧性和高导电性是一对相互矛盾的特性。

发明内容

鉴于现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种低温高韧性软铜合金材料及其制备方法，有效解决在低温状态下的韧性和导电兼容问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种低温高韧性软铜合金材料，包括Cu、Ag、Lr、Mn、Ti、B，所述Ag的质量分数为2～3％，所述Lr的质量分数为0.16-0.3％、所述Mn的质量分数为0.5～0.8％、所述Ti的质量分数为0.2～0.3％、所述B的质量分数为 3～5％、余量为Cu。

作为本发明的进一步改进，所述Ag的质量分数为2％，所述Lr的质量分数为0.16％、所述Mn的质量分数为0.5％、所述Ti的质量分数为0.2％、所述B的质量分数为3％、所述Cu 的质量分数为94.14％。

作为本发明的进一步改进，所述Ag的质量分数为3％，所述Lr的质量分数为0.3％、所述 Mn的质量分数为0.8％、所述Ti的质量分数为0.3％、所述B的质量分数为5％、所述Cu的质量分数为90.6％。

作为本发明的进一步改进，所述Ag的质量分数为2.5％，所述Lr的质量分数为0.2％、所述Mn的质量分数为0.6％、所述Ti的质量分数为0.25％、所述B的质量分数为4％、所述Cu 的质量分数为92.45％。

作为本发明的进一步改进，所述Ag的质量分数为2.7％，所述Lr的质量分数为0.25％、所述Mn的质量分数为0.65％、所述Ti的质量分数为0.25％、所述B的质量分数为4％、所述 Cu的质量分数为92.15％。

一种根据权利要求1-5任一所述的一种低温高韧性软铜合金材料的制备方法，其特征在于：包括，

(1)按比例将Ag、B投入炉中熔化，精炼后浇注制取Ag-B合金块；按比例将Lr、Mn、Ti投入炉中熔化，精炼后浇注制取Lr-Mn-Ti合金块；

(2)按原料配方，将铜块加入炉中升温至730-740℃下熔化，然后，再升温至1800-2000℃ 下，加入Ag-B合金块后，充分混合后，再加入Lr-Mn-Ti合金块，充分混合后，精炼、扒渣； (3)熔炼1～3分钟后进行浇铸；

(4)在750-900℃温度下进行3-4道次锻造变形，每次锻造后将铸锭沿同一方向翻转 90°，总压下量为60-90％，最后空冷至室温，制成铜合金锻件；

(5)将锻件装入热处理炉中，在800～950℃下保温30～60分钟，使其合金元素充分溶入铜基体中，然后进行淬火处理。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明所述的铜合金其含有微量的Ag、Lr、 Mn、Ti、B等元素。与其它的铜合金相比，本发明的另一个突出的特点在于调整合金中各元素的百分含量，在低温状态下，可使其达到高韧性和高导电性兼顾的特点。

按照本发明的制备工艺所制得的铜合金具有高韧性与高导电性兼顾的特点，它克服了其它铜合金高强度与高导电相互矛盾的缺陷，保证了韧性，电导率仍能保持在83～95％IACS，其使用寿命比常规的铜合金提高3～5倍。

具体实施方式

为了本发明的技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用于理解本发明，并不用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种低温高韧性软铜合金材料，包括Cu、Ag、Lr、Mn、Ti、B，所述Ag的质量分数为2～3％，所述Lr的质量分数为0.16-0.3％、所述Mn的质量分数为0.5～0.8％、所述Ti的质量分数为0.2～0.3％、所述B的质量分数为3～5％、余量为Cu。

实施例1

所述Ag的质量分数为2％，所述Lr的质量分数为0.16％、所述Mn的质量分数为0.5％、所述Ti的质量分数为0.2％、所述B的质量分数为3％、所述Cu的质量分数为94.14％。

(1)按Ag的质量分数为2％、B的质量分数为3％，比例将Ag、B投入炉中熔化，精炼后浇注制取Ag-B合金块；按Lr的质量分数为0.16％、Mn的质量分数为0.5％、Ti的质量分数为0.2％比例将Lr、Mn、Ti投入炉中熔化，精炼后浇注制取Lr-Mn-Ti合金块；

(2)按原料配方，将铜块加入炉中升温至730℃下熔化，然后，再升温至1800℃下，加入Ag-B合金块后，充分混合后，再加入Lr-Mn-Ti合金块，充分混合后，精炼、扒渣；

(3)熔炼1分钟后进行浇铸；

(4)在750℃温度下进行3道次锻造变形，每次锻造后将铸锭沿同一方向翻转90°，总压下量为60％，最后空冷至室温，制成铜合金锻件；

(5)将锻件装入热处理炉中，在800℃下保温30分钟，使其合金元素充分溶入铜基体中，然后进行淬火处理。

实施例2

所述Ag的质量分数为3％，所述Lr的质量分数为0.3％、所述Mn的质量分数为0.8％、所述Ti的质量分数为0.3％、所述B的质量分数为5％、所述Cu的质量分数为90.6％。

(1)按Ag的质量分数为3％、B的质量分数为5％比例将Ag、B投入炉中熔化，精炼后浇注制取Ag-B合金块；按Lr的质量分数为0.3％、Mn的质量分数为0.8％、Ti的质量分数为0.3％、比例将Lr、Mn、Ti投入炉中熔化，精炼后浇注制取Lr-Mn-Ti合金块；

(2)按原料配方，将铜块加入炉中升温至740℃下熔化，然后，再升温至2000℃下，加入Ag-B合金块后，充分混合后，再加入Lr-Mn-Ti合金块，充分混合后，精炼、扒渣；

(3)熔炼3分钟后进行浇铸；

(4)在900℃温度下进行4道次锻造变形，每次锻造后将铸锭沿同一方向翻转90°，总压下量为90％，最后空冷至室温，制成铜合金锻件；

(5)将锻件装入热处理炉中，在950℃下保温60分钟，使其合金元素充分溶入铜基体中，然后进行淬火处理。

实施例3

所述Ag的质量分数为2.5％，所述Lr的质量分数为0.2％、所述Mn的质量分数为0.6％、所述Ti的质量分数为0.25％、所述B的质量分数为4％、所述Cu的质量分数为92.45％。

(1)按Ag的质量分数为2.5％、B的质量分数为4％比例将Ag、B投入炉中熔化，精炼后浇注制取Ag-B合金块；按Lr的质量分数为0.2％、Mn的质量分数为0.6％、Ti的质量分数为0.25％比例将Lr、Mn、Ti投入炉中熔化，精炼后浇注制取Lr-Mn-Ti合金块；

(2)按原料配方，将铜块加入炉中升温至730℃下熔化，然后，再升温至1900℃下，加入Ag-B合金块后，充分混合后，再加入Lr-Mn-Ti合金块，充分混合后，精炼、扒渣；

(3)熔炼2分钟后进行浇铸；

(4)在800℃温度下进行3道次锻造变形，每次锻造后将铸锭沿同一方向翻转90°，总压下量为70％，最后空冷至室温，制成铜合金锻件；

(5)将锻件装入热处理炉中，在900℃下保温50分钟，使其合金元素充分溶入铜基体中，然后进行淬火处理。

实施例4

所述Ag的质量分数为2.7％，所述Lr的质量分数为0.25％、所述Mn的质量分数为0.65％、所述Ti的质量分数为0.25％、所述B的质量分数为4％、所述Cu的质量分数为92.15％。

(1)按Ag的质量分数为2.7％、B的质量分数为4％比例将Ag、B投入炉中熔化，精炼后浇注制取Ag-B合金块；按Lr的质量分数为0.25％、Mn的质量分数为0.65％、Ti的质量分数为0.25％比例将Lr、Mn、Ti投入炉中熔化，精炼后浇注制取Lr-Mn-Ti合金块；

(2)按原料配方，将铜块加入炉中升温至740℃下熔化，然后，再升温至1900℃下，加入Ag-B合金块后，充分混合后，再加入Lr-Mn-Ti合金块，充分混合后，精炼、扒渣；

(3)熔炼2分钟后进行浇铸；

(4)在850℃温度下进行4道次锻造变形，每次锻造后将铸锭沿同一方向翻转90°，总压下量为80％，最后空冷至室温，制成铜合金锻件；

Claims

1.一种低温高韧性软铜合金材料，其特征在于：包括Cu、Ag、Lr、Mn、Ti、B，所述Ag的质量分数为2～3％，所述Lr的质量分数为0.16-0.3％、所述Mn的质量分数为0.5～0.8％、所述Ti的质量分数为0.2～0.3％、所述B的质量分数为3～5％、余量为Cu。

2.根据权利要求1所述的一种低温高韧性软铜合金材料，其特征在于：所述Ag的质量分数为2％，所述Lr的质量分数为0.16％、所述Mn的质量分数为0.5％、所述Ti的质量分数为0.2％、所述B的质量分数为3％、所述Cu的质量分数为94.14％。

3.根据权利要求1所述的一种低温高韧性软铜合金材料，其特征在于：所述Ag的质量分数为3％，所述Lr的质量分数为0.3％、所述Mn的质量分数为0.8％、所述Ti的质量分数为0.3％、所述B的质量分数为5％、所述Cu的质量分数为90.6％。

4.根据权利要求1所述的一种低温高韧性软铜合金材料，其特征在于：所述Ag的质量分数为2.5％，所述Lr的质量分数为0.2％、所述Mn的质量分数为0.6％、所述Ti的质量分数为0.25％、所述B的质量分数为4％、所述Cu的质量分数为92.45％。

5.根据权利要求1所述的一种低温高韧性软铜合金材料，其特征在于：所述Ag的质量分数为2.7％，所述Lr的质量分数为0.25％、所述Mn的质量分数为0.65％、所述Ti的质量分数为0.25％、所述B的质量分数为4％、所述Cu的质量分数为92.15％。

6.一种根据权利要求1-5任一所述的一种低温高韧性软铜合金材料的制备方法，其特征在于：包括，

(2)按原料配方，将铜块加入炉中升温至730-740℃下熔化，然后，再升温至1800-2000℃下，加入Ag-B合金块后，充分混合后，再加入Lr-Mn-Ti合金块，充分混合后，精炼、扒渣；

(3)熔炼1～3分钟后进行浇铸；

(4)在750-900℃温度下进行3-4道次锻造变形，每次锻造后将铸锭沿同一方向翻转90°，总压下量为60-90％，最后空冷至室温，制成铜合金锻件；