CN110273081A - 一种Cu-Fe-Ti导电合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种Cu‑Fe‑Ti导电合金及其制备方法，所述合金配方成分组成按质量百分比计：铁：2.5%~10%；钛：0.5%~5%；铜：余量。所述导电合金制备方法：（1）将按成分配比的纯Cu、Cu‑Fe、Cu‑Ti中间合金置于真空中频电磁感应炉熔化，经电磁搅拌均匀后浇铸到水冷钢模中制备成棒状铸锭；（2）将铸锭放入热处理炉，进行均匀化处理；（3）均匀化处理后的坯锭冷却至750~800℃进行挤压，挤压后冷却至室温；（4）将挤压态合金放入热处理炉，进行时效处理。本发明通过在Cu‑Fe系合金中添加适量的钛元素，有效提高材料的强度和导电导热性能。本发明Cu‑Fe‑Ti合金制备方法简单，所需的加工变形量较小，生产周期短，适合大规模工业化生产。

Description

一种Cu-Fe-Ti导电合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种Cu-Fe-Ti导电合金及其制备方法，属地电合金材料技术领域。
背景技术
铜合金导电导热性、强度和延展性良好，是同电子、电力、能源、船舶和机械等重要产业发展密切相关的关键材料，其中Cu-Fe系合金较易熔炼，合金的变形能力和可加工性较好，近年来成为高强高导铜合金发展的重要方向之一，该类合金主要利用常规熔铸法制备，然后采用热处理、塑性变形加工等工艺，最终使导电和力学性能达到使用状态。
在Cu-Fe系合金熔铸时，由于凝固冷却速度较快，很容易导致铜基体中固溶大量的铁元素，严重降低合金的导电性，虽然在后续时效处理等过程中过饱和的铁不断析出，但低温下铁的扩散速度很慢，很难完全析出，而固溶的铁是降低合金导电性的最主要因素，为了提高Cu-Fe合金的导电性，需要尽可能降低铁在铜中的固溶量，因此，如何更加有效地降低铜中固溶的铁是实现这类导电材料大规模应用的关键。
现有的一些高电导率合金中，含Fe、Ti量均比较低。
发明内容
本发明的目的是，为了提高Cu-Fe系合金强度的同时改善导电性能，本发明提出一种Cu-Fe-Ti导电合金及其制备方法。
本发明实现的技术方案如下，一种Cu-Fe-Ti导电合金，所述方法在Cu-Fe系合金中添加适量的钛元素，通过细化晶粒、形成TiFe2颗粒和促进铁元素从铜基体中析出，有效提高材料的强度和导电导热性能。
所述合金配方成分组成按质量百分比计：铁：2.5%~10%；钛：0.5%~5%；铜：余量。
一种Cu-Fe-Ti导电合金的制备方法，步骤如下：
（1）将按成分配比的纯Cu、Cu-Fe、Cu-Ti中间合金置于真空中频电磁感应炉熔化，经电磁搅拌均匀后浇铸到水冷钢模中制备成棒状铸锭；
（2）将铸锭放入热处理炉，加热至950~1000℃保温1~2h进行均匀化处理；
（3）均匀化处理后的坯锭冷却至750~800℃进行挤压，挤压后冷却至室温；
（4）将挤压态合金放入热处理炉，加热至200~500℃区间的某一温度保温1~10h进行时效处理。
所述步骤（1）中，真空中频电磁感应炉的熔化温度为1300~1400℃；其真空度低于0.1Pa大气压。
本发明的有益效果是，本发明通过在Cu-Fe系合金中添加适量的钛元素，有效提高材料的强度和导电导热性能。本发明Cu-Fe-Ti合金制备方法简单，所需的加工变形量较小，生产周期短，适合大规模工业化生产；合金性能范围广，可通过控制成分和制备工艺获得多种强度与电导率匹配。
具体实施方式
实施例1：
按质量百分比计，本实施例Cu-Fe-Ti导电合金成分为：2.5% Fe，0.5% Ti，其余为Cu。
制备方法步骤：
(1) 将按成分配比的纯Cu、Cu-Fe、Cu-Ti中间合金置于真空中频电磁感应炉中，在低于0.1Pa大气压、1300 ℃下熔化，经电磁搅拌均匀后浇铸到水冷钢模中制备成棒状铸锭。
(2) 将铸锭放入热处理炉，加热至950℃保温2h进行均匀化处理。
(3) 均匀化处理后的坯锭冷却至750℃进行挤压，挤压后冷却至室温。
(4) 将挤压态合金放入热处理炉，加热至200℃保温10h进行时效处理。
实施例2：
按质量百分比计，本实施例Cu-Fe-Ti导电合金成分为：2.5% Fe，1.0% Ti，其余为Cu。
制备方法步骤：
(1) 将按成分配比的纯Cu、Cu-Fe、Cu-Ti中间合金置于真空中频电磁感应炉中，在低于0.1Pa大气压、1200 ℃下熔化，经电磁搅拌均匀后浇铸到水冷钢模中制备成棒状铸锭。
(2) 将铸锭放入热处理炉，加热至950℃保温1.5h进行均匀化处理。
(3) 均匀化处理后的坯锭冷却至750℃进行挤压，挤压后冷却至室温。
(4) 将挤压态合金放入热处理炉，加热至250℃保温8h进行时效处理。
实施例3：
按质量百分比计，本实施例Cu-Fe-Ti导电合金成分为：2.5% Fe，2% Ti，其余为Cu。
制备方法步骤：
(1) 将按成分配比的纯Cu、Cu-Fe、Cu-Ti中间合金置于真空中频电磁感应炉中，在低于0.1Pa大气压、1350 ℃下熔化，经电磁搅拌均匀后浇铸到水冷钢模中制备成棒状铸锭。
(2) 将铸锭放入热处理炉，加热至1000℃保温1h进行均匀化处理。
(3) 均匀化处理后的坯锭冷却至800℃进行挤压，挤压后冷却至室温。
(4) 将挤压态合金放入热处理炉，加热至300℃保温6h进行时效处理。
实施例4：
按质量百分比计，本实施例Cu-Fe-Ti导电合金成分为：5% Fe，2% Ti，其余为Cu。
制备方法步骤：
(1) 将按成分配比的纯Cu、Cu-Fe、Cu-Ti中间合金置于真空中频电磁感应炉中，在低于0.1Pa大气压、1400 ℃下熔化，经电磁搅拌均匀后浇铸到水冷钢模中制备成棒状铸锭。
(2) 将铸锭放入热处理炉，加热至1000℃保温1.5h进行均匀化处理。
(3) 均匀化处理后的坯锭冷却至800℃进行挤压，挤压后冷却至室温。
(4) 将挤压态合金放入热处理炉，加热至350℃保温4h进行时效处理。

Claims (3)

1.一种Cu-Fe-Ti导电合金，其特征在于，所述方法在Cu-Fe系合金中添加适量的钛元素，通过细化晶粒、形成TiFe2颗粒和促进铁元素从铜基体中析出，有效提高材料的强度和导电导热性能；
所述合金配方成分组成按质量百分比计：铁：2.5%~10%；钛：0.5%~5%；铜：余量。
2.一种Cu-Fe-Ti导电合金的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下：
（1）将按成分配比的纯Cu、Cu-Fe、Cu-Ti中间合金置于真空中频电磁感应炉熔化，经电磁搅拌均匀后浇铸到水冷钢模中制备成棒状铸锭；
（2）将铸锭放入热处理炉，加热至950~1000℃保温1~2h进行均匀化处理；
（3）均匀化处理后的坯锭冷却至750~800℃进行挤压，挤压后冷却至室温；
（4）将挤压态合金放入热处理炉，加热至200~500℃区间的某一温度保温1~10h进行时效处理。
3.根据权利要求2所述的一种Cu-Fe-Ti导电合金的制备方法，其特征在于，所述真空中频电磁感应炉的熔化温度为1300~1400℃；其真空度低于0.1Pa大气压。
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