CN112143933A - 高温环境下抗蠕变高导铜合金 - Google Patents

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王红明
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
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Abstract

本发明涉及一种高温环境下抗蠕变高导铜合金，其组分的重量百分比构成为：铜85.00％～96.00％，稀土合金La+Ce 0.001％～0.05％，铝0.01％～0.9％，铁0.01％～0.9％，银0.0001％～0.05％，余量为锌。其目的是提供一种具有高耐高温、抗蠕变、导电率高，成本低于现今市场的常规铜材料，完全满足在高温下电气系统部件准确动作的高温环境下抗蠕变高导铜合金。

Description

高温环境下抗蠕变高导铜合金
技术领域
本发明涉及一种高温环境下抗蠕变高导铜合金。
背景技术
当今世界经济发展迅猛，电气自动化日益普及，通过互联网、物联网工业电气可实现自动控制，家用电器可远程操作，但各个系统在待机时，无人值守时，如何确保系统安全运行，特别是高温环境下、正常环境突然出现高温异常的情况下，如何确保电气系统能正常动作，完成断路、断网，其安全保护功能在高温下不要失效，从而保障高温环境下电器部件的正常工作，以及降低高温、火灾给设备、控制系统、社会及人民的生命安全，带来的巨大损失。基于以上高温环境需要，各个电器生产厂，在生产定向产品时，非常迫切需要耐高温、抗高温蠕变，同时导电性能优良的材料，作为零部件基材。现今电气系统中部件采用的材料，导电率高的材料，普遍存在抗软化温度低，应力蠕变极限值低的缺陷。弹性指标好、抗软化温度高、抗应力蠕变效果好的材料，往往导电率偏低，温升问题严重。市场缺乏一种，耐高温(抗软化温度高)、抗高温应力蠕变强、导电率相对高、原料成本低的材料。
针对以上需求，公司进行了专项的耐高温、抗蠕变、高导铜合金的研发，研发结果显示，新的铜合金材料完全满足耐高温、抗蠕变、导电率高的指标，同时确保了材料的配方，成本低于现今市场的常规铜材料，而且完全满足在高温下，电气系统部件准确动作。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种耐高温、抗蠕变、导电率高，成本低于现今市场的常规铜材料，完全满足在高温下电气系统部件准确动作的高温环境下抗蠕变高导铜合金。
本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金，其组分的重量百分比构成为：铜85.00％～96.00％，稀土合金La+Ce 0.001％～0.05％，铝0.01％～0.9％，铁0.01％～0.9％，银0.0001％～0.05％，余量为锌。
优选地，所述电工专用耐冲蚀同合金，其组分的重量百分比构成为：铜87.00％～94.00％，稀土合金La+Ce 0.003％～0.04％，铝0.02％～0.8％，铁0.02％～0.8％，银0.0002％～0.04％，余量为锌。
优选地，所述的高温环境下抗蠕变高导铜合金，其组分的重量百分比构成为：铜89.00％～92.00％，稀土合金La+Ce 0.005％～0.03％，铝0.05％～0.6％，铁0.05％～0.6％，银0.0005％～0.02％，余量为锌。
优选地，所述的高温环境下抗蠕变高导铜合金，其组分的重量百分比构成为：铜90.00％～91.00％，稀土合金La+Ce 0.008％～0.02％，铝0.08％～0.3％，铁0.08％～0.3％，银0.001％～0.01％，余量为锌。
现有的磷铜材料的抗拉强度通常为450GPa，而本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金的抗拉强度超过675GPa，疲劳极限次数提高到了13.5万次，远远超过现有的常规磷铜材料的9万次，彻底解决了材料的折弯及高温环境下抗蠕变的问题。通过实验测试还可知，本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金在抗软化温度方面也有了显著的提升，其抗软化温度达到550℃，由此大大提升了电气元件在高温环境中部件的功能保障，通过提升材料的抗软化温度，确保了零部件在高温环境下的正常通、断动作，发生火灾时的断路操作及时有效，大大降低高温环境下，电气控制部件失灵导致严重后果，在设计合金的抗高温效果非常显著。因此，本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金具有耐高温、抗蠕变、导电率高，成本低于现今市场的常规铜材料，完全满足在高温下电气系统部件准确动作的特点。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金，其组分的重量百分比构成为：铜85.00％～96.00％，稀土合金La+Ce 0.001％～0.05％，铝0.01％～0.9％，铁0.01％～0.9％，银0.0001％～0.05％，余量为锌。
实施例2
本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金，其组分的重量百分比构成为：铜87.00％～94.00％，稀土合金La+Ce 0.003％～0.04％，铝0.02％～0.8％，铁0.02％～0.8％，银0.0002％～0.04％，余量为锌。
实施例3
本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金，其组分的重量百分比构成为：铜89.00％～92.00％，稀土合金La+Ce 0.005％～0.03％，铝0.05％～0.6％，铁0.05％～0.6％，银0.0005％～0.02％，余量为锌。
实施例4
本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金，其组分的重量百分比构成为：铜90.00％～91.00％，稀土合金La+Ce 0.008％～0.02％，铝0.08％～0.3％，铁0.08％～0.3％，银0.001％～0.01％，余量为锌。
现有的磷铜材料的抗拉强度通常为450GPa，通过实验测试可知，本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金的抗拉强度超过675GPa，疲劳极限次数提高到了13.5万次，远远超过现有的常规磷铜材料的9万次，彻底解决了材料的折弯及高温环境下抗蠕变的问题。
通过实验测试可知，本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金的导电率(IACS％)≥44，延伸率(％)≥13，硬度HV为165～200，弹性模量E(KN/mm2)为127。
通过实验测试还可知，本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金在抗软化温度方面也有了显著的提升，其抗软化温度达到550℃，由此大大提升了电气元件在高温环境中部件的功能保障，通过提升材料的抗软化温度，确保了零部件在高温环境下的正常通、断动作，发生火灾时的断路操作及时有效，大大降低高温环境下，电气控制部件失灵导致严重后果，通过实验得知，在设计合金的抗高温效果非常显著。
因此，本发明的高温环境下抗蠕变高导铜合金具有耐高温、抗蠕变、导电率高，成本低于现今市场的常规铜材料，完全满足在高温下电气系统部件准确动作的特点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.高温环境下抗蠕变高导铜合金，其特征在于：其组分的重量百分比构成为：铜85.00％～96.00％，稀土合金La+Ce 0.001％～0.05％，铝0.01％～0.9％，铁0.01％～0.9％，银0.0001％～0.05％，余量为锌。
2.根据权利要求1所述电工专用耐冲蚀同合金，其特征在于：其组分的重量百分比构成为：铜87.00％～94.00％，稀土合金La+Ce 0.003％～0.04％，铝0.02％～0.8％，铁0.02％～0.8％，银0.0002％～0.04％，余量为锌。
3.根据权利要求1所述的高温环境下抗蠕变高导铜合金，其特征在于：其组分的重量百分比构成为：铜89.00％～92.00％，稀土合金La+Ce 0.005％～0.03％，铝0.05％～0.6％，铁0.05％～0.6％，银0.0005％～0.02％，余量为锌。
4.根据权利要求1所述的高温环境下抗蠕变高导铜合金，其特征在于：其组分的重量百分比构成为：铜90.00％～91.00％，稀土合金La+Ce 0.008％～0.02％，铝0.08％～0.3％，铁0.08％～0.3％，银0.001％～0.01％，余量为锌。
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