CN113737052A - 微合金化特种碲铜材料 - Google Patents
微合金化特种碲铜材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113737052A CN113737052A CN202111075845.3A CN202111075845A CN113737052A CN 113737052 A CN113737052 A CN 113737052A CN 202111075845 A CN202111075845 A CN 202111075845A CN 113737052 A CN113737052 A CN 113737052A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tellurium
- microalloyed
- special
- copper material
- chromium
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
- B22D11/004—Copper alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
- B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
-
- 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
-
- 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
- C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
-
- 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)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
本发明公开了微合金化特种碲铜材料，按质量计，包括以下组分，锆0.03‑0.05份；铬0.04‑0.1份；镧0.06‑0.1份；铈0.07‑0.09份；钙0.01‑0.03份；磷0.01份‑0.04份；镍0.1‑0.3份；钴0.01‑0.03份；碲0.2份‑0.4份；铜100‑110份，以及不可避免的杂质，本方案，在碲铜合金中加入铬以提升合金强度并在合金表面形成钝化膜，以钴强化铬的作用，以镧、铈起到净化熔体、细化晶粒等作用，以锆来固溶强化，以镍增加硬度及抗腐蚀等性能，钙磷协同多元微合金化复合元素使材料具备高强度、高导电、高切削性、抗电弧强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域，具体涉及微合金化特种碲铜材料。
背景技术
目前，新能源汽车的应用比例不断提升，并将逐步成为汽车领域的支柱，预计2025年销量达700万辆，保有量突破2000万辆。铜合金主要应用于新能源汽车的电池系统、换流器、电动马达、高压线缆、低压线缆等，以及相关配套的充电桩和电缆，预计2025年用铜量将达到70万吨以上。新能源汽车用铜合金的工作条件具有工作频率高、运行功率大、工作环境复杂多变、安全可靠等突出特点，要求兼具良好的力学性能、导电性能、导热性能、抗氧化性能和抗软化性能。当前用铜合金主要包括紫铜、锡青铜、铬锆铜、碲铜等，其中碲铜具有优良的导电、抗电弧和切削性能，但力学性能较低；铬青铜高强高导电，但抗电弧冲击性能较弱。因此，本司旨在结合碲铜和铬青铜的优势，通过合金化和制备技术的创新，在保持碲铜优良性能的基础上提高力学性能，研制Cu-Cr-Te系列特种碲铜合金。
发明内容
为解决上述至少一个技术缺陷，本发明提供了如下技术方案：
本申请文件公开微合金化特种碲铜材料，按质量计，包括以下组分，锆0.03-0.05份；铬0.04-0.1份；镧0.06-0.1份；铈0.07-0.09份；钙0.01-0.03份；磷0.01份-0.04份；镍0.1-0.3份；钴0.01-0.03份；碲0.2份-0.4份；铜100-110份，以及不可避免的杂质。
本方案，在碲铜合金中加入铬以提升合金强度并在合金表面形成钝化膜，以钴强化铬的作用，以镧、铈起到净化熔体、细化晶粒等作用，以锆来固溶强化，以镍增加硬度及抗腐蚀等性能，钙磷协同多元微合金化复合元素使材料具备高强度、高导电、高切削性、抗电弧强等优点。
进一步，锆0.04份；铬0.09份；镧0.07份；铈0.07份；钙0.02份；磷0.02份；镍0.2份；钴0.02份；碲0.3份；铜105份，以及不可避免的杂质。
进一步，所述锆、铬、镧、铈、镍、钴、蹄以合金形式加入。
进一步，其制备方法包括以下步骤
1)、按照比例将各原料添加至熔炉中，1000-1100℃下进行熔炼，并精炼除气；
2)、将熔炼后合金液从直入式浇道浇注到结晶器中；
3)、施加电磁场，频率范围60-80Hz，强度为0.07-0.09T；引入超声波，启动超声发生器，超声频率为60-75KHz，功率为3-4Kw；
4)、连续铸轧，牵引头拉动铸坯通过多道轧辊热轧变形；
5)固溶处理，时效处理。
在授权公告号CN102189103专利中记载方案上进一步优化得出该适用于碲铜的电磁/超声复合场连续铸造工艺，配合微量稀土元素合金化，实现连铸坯组织和成分的均匀化调控。在碲铜中加入铬,针对性地开发相应的形变与热处理工艺来调控Cr元素的析出行为，结合电磁/超声连铸组织调控，有助于实现Cr和Te析出相的精确控制，提高合金的综合力学性能。
此外，电磁连铸技术，利用电磁场在金属熔体中产生的洛伦兹力降低熔体与结晶器的摩擦力，辅以超声波的声流和空化作用降低熔体中的含气量，从而实现连铸坯的表面和内在质量，最后得出上述适合产业化的流程，制备的合金材料性能优异。
进一步，步骤1)中精炼剂包括10-12％的氟化钙、2-4％的二氧化硅、2-3％的二氧化钛、2-4％的氟硅酸钠、30-35％的碳酸钠，余量为四硼酸钠，针对合金配方优选出适用的精炼剂以更好的除杂，提高合金性能。
进一步，步骤2)中电磁场的频率为75Hz，强度为0.08T；超声频率为70KHz，功率为3.6Kw。
进一步，步骤3)中热轧变形至0.8-1.1mm。
进一步，步骤5)中以卧式退火炉加热至固溶温度以上，并以低于15℃的惰性气体进行冷却，之后进行温度400-500℃，时间2-4h的时效处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
第一、经过大量试验后优选出特种碲铜合金的配方，多元微合金化复合元素改善合金性能。
第二、针对上述配方优选出适用的电磁超声、热处理连铸工艺，高效率制备出碲铜特种合金，并进一步提升了性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例中电磁、超声连铸装置采用授权公告号CN102189103专利中所记载的设备。
实施例1
微合金化特种碲铜材料，按质量计，包括以下组分，锆0.03份；铬0.04份；镧0.06份；铈0.07份；钙0.01份；磷0.01份；镍0.1份；钴0.01份；碲0.2份；铜100份，杂质含量低于总量的0.1％。
其制备方法包括以下步骤
1)、按照比例将各原料添加至熔炉中，其中金属类微量元素均以铜基二元合金的形式加入，磷以液态加入，金属钙以钙粒的形式加入，1050-1100℃下进行熔炼，并精炼除气，精炼剂配方为精炼剂包括10％的氟化钙、2％的二氧化硅、2％的二氧化钛、2％的氟硅酸钠、30％的碳酸钠，余量为四硼酸钠。
2)、将完全熔化后合金液直接从直入式浇道浇注到结晶器中。
3)、施加电磁场，频率范围60Hz，强度为0.07T；引入超声波，启动超声发生器，超声频率为60KHz，功率为3Kw。
4)、连续铸轧，牵引头拉动铸坯通过多道轧辊热轧变形，热轧变形至1.0mm。
5)将上述板材以卧式退火炉加热至固溶温度以上，并以10℃的氮气快速进行冷却，之后进行温度400-420℃，时间2h的时效处理。
实施例2
微合金化特种碲铜材料，按质量计，包括以下组分，锆0.05份；铬0.1份；镧0.1份；铈0.09份；钙0.03份；磷0.04份；镍0.3份；钴0.03份；碲0.4份；铜110份，杂质含量低于总量的0.1％。
其制备方法包括以下步骤
1)、按照比例将各原料添加至熔炉中，其中金属类微量元素均以铜基二元合金的形式加入，磷以液态加入，金属钙以钙粒的形式加入，1000-1050℃下进行熔炼，并精炼除气，精炼剂配方为精炼剂包括12％的氟化钙、4％的二氧化硅、3％的二氧化钛、4％的氟硅酸钠、35％的碳酸钠，余量为四硼酸钠。
2)、将完全熔化后合金液直接从直入式浇道浇注到结晶器中。
3)、施加电磁场，频率范围80Hz，强度为0.09T；引入超声波，启动超声发生器，超声频率为75KHz，功率为4Kw。
4)、连续铸轧，牵引头拉动铸坯通过多道轧辊热轧变形，热轧变形至1.0mm。
5)将上述板材以卧式退火炉加热至固溶温度以上，并以10℃的氮气快速进行冷却，之后进行温度480-500℃，时间4h的时效处理。
实施例3
微合金化特种碲铜材料，按质量计，包括以下组分，锆0.04份；铬0.09份；镧0.07份；铈0.07份；钙0.02份；磷0.02份；镍0.2份；钴0.02份；碲0.3份；铜105份，杂质含量低于总量的0.1％。
其制备方法包括以下步骤
1)、按照比例将各原料添加至熔炉中，其中金属类微量元素均以铜基二元合金的形式加入，磷以液态加入，金属钙以钙粒的形式加入，1070-1090℃下进行熔炼，并精炼除气，精炼剂配方为精炼剂包括11％的氟化钙、3％的二氧化硅、2.5％的二氧化钛、3％的氟硅酸钠、32％的碳酸钠，余量为四硼酸钠。
2)、将完全熔化后合金液直接从直入式浇道浇注到结晶器中。
3)、施加电磁场，频率范围70Hz，强度为0.08T；引入超声波，启动超声发生器，超声频率为70KHz，功率为3.5Kw。
4)、连续铸轧，牵引头拉动铸坯通过多道轧辊热轧变形，热轧变形至1.0mm。
5)将上述板材以卧式退火炉加热至固溶温度以上，并以10℃的氮气快速进行冷却，之后进行温度460-480℃，时间3h的时效处理。
对比例1
微合金化特种碲铜材料，按质量计，包括以下组分，锆0.03份；铬0.02份；镧0.06份；铈0.07份；钙0.01份；磷0.01份；镍0.1份；钴0.01份；碲0.5份；铜100份，杂质总量小于0.1％。
其制备方法与实施例1保持一致。
对比例2
与实施例1相比，本对比例中碲铜合金材料的组分配方与实施例1一致。
但制备方法中步骤3)中参数变化，其中步骤3)中施加电磁场，频率范围50Hz，强度为0.07T；引入超声波，启动超声发生器，超声频率为50KHz，功率为2Kw。
对上述实施例及对比例制备的材料进行检测，
实施例1/2的抗拉强度均大于500MPa，
其中切削性能的测试以Hpb63-3的切削性能为基准。
从表中可以看出，本方案制备的材料性能优异，值得推广。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.微合金化特种碲铜材料，其特征在于：按质量计，包括以下组分
锆0.03-0.05份；铬0.04-0.1份；镧0.06-0.1份；铈0.07-0.09份；钙0.01-0.03份；磷0.01份-0.04份；镍0.1-0.3份；钴0.01-0.03份；碲0.2份-0.4份；铜100-110份，以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的微合金化特种碲铜材料，其特征在于：锆0.04份；铬0.09份；镧0.07份；铈0.07份；钙0.02份；磷0.02份；镍0.2份；钴0.02份；碲0.3份；铜105份，以及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的微合金化特种碲铜材料，其特征在于：所述锆、铬、镧、铈、镍、钴、蹄以合金形式加入。
4.根据权利要求1所述的微合金化特种碲铜材料，其特征在于：其制备方法包括以下步骤
1)、按照比例将各原料添加至熔炉中，1000-1100℃下进行熔炼，并精炼除气；
2)、将熔炼后合金液从直入式浇道浇注到结晶器中；
3)、施加电磁场，频率范围60-80Hz，强度为0.07-0.09T；引入超声波，启动超声发生器，超声频率为60-75KHz，功率为3-4Kw；
4)、连续铸轧，牵引头拉动铸坯通过多道轧辊热轧变形；
5)固溶处理，时效处理。
5.根据权利要求4所述的微合金化特种碲铜材料，其特征在于：步骤1)中精炼剂包括10-12％的氟化钙、2-4％的二氧化硅、2-3％的二氧化钛、2-4％的氟硅酸钠、30-35％的碳酸钠，余量为四硼酸钠。
6.根据权利要求4所述的微合金化特种碲铜材料，其特征在于：步骤2)中电磁场的频率为75Hz，强度为0.08T；超声频率为70KHz，功率为3.6Kw。
7.根据权利要求4所述的微合金化特种碲铜材料，其特征在于：步骤3)中热轧变形至0.8-1.1mm。
8.根据权利要求4所述的微合金化特种碲铜材料，其特征在于：步骤5)中以卧式退火炉加热至固溶温度以上，并以低于15℃的惰性气体进行冷却，之后进行温度400-500℃，时间2-4h的时效处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111075845.3A CN113737052A (zh) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | 微合金化特种碲铜材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111075845.3A CN113737052A (zh) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | 微合金化特种碲铜材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113737052A true CN113737052A (zh) | 2021-12-03 |
Family
ID=78738767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111075845.3A Pending CN113737052A (zh) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | 微合金化特种碲铜材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113737052A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000119779A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-25 | Dowa Mining Co Ltd | エッチング加工性に優れたリードフレーム用銅合金とその製造方法 |
| CN101629254A (zh) * | 2009-06-25 | 2010-01-20 | 中南大学 | 一种多元复合微合金化的高强高导铜合金及其制备 |
| CN102189103A (zh) * | 2011-03-01 | 2011-09-21 | 大连理工大学 | 一种轻合金电磁超声铸轧一体化装置和方法 |
| CN108300890A (zh) * | 2017-03-09 | 2018-07-20 | 苏州金江铜业有限公司 | 一种碲铍铜合金及其制备方法 |
-
2021
- 2021-09-14 CN CN202111075845.3A patent/CN113737052A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000119779A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-25 | Dowa Mining Co Ltd | エッチング加工性に優れたリードフレーム用銅合金とその製造方法 |
| CN101629254A (zh) * | 2009-06-25 | 2010-01-20 | 中南大学 | 一种多元复合微合金化的高强高导铜合金及其制备 |
| CN102189103A (zh) * | 2011-03-01 | 2011-09-21 | 大连理工大学 | 一种轻合金电磁超声铸轧一体化装置和方法 |
| CN108300890A (zh) * | 2017-03-09 | 2018-07-20 | 苏州金江铜业有限公司 | 一种碲铍铜合金及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107805745B (zh) | 一种高强耐候铝合金导电轨型材及其制备方法 | |
| CN102021442B (zh) | 一种特细铝合金线及其制备方法 | |
| CN101709400B (zh) | 硼、银、稀土元素添加Cu-Fe原位复合材料及其制备方法 | |
| CN101962740B (zh) | 汽车尾气排放系统用铁素体不锈钢及其制造方法 | |
| CN102409205B (zh) | 锆微合金化的高纯高强耐蚀可焊铝锌镁合金及制备方法 | |
| CN104975211A (zh) | 一种高导电率热处理型中强铝合金导电单丝 | |
| CN111996411B (zh) | 一种高强高导铜合金材料及其制备方法和应用 | |
| CN113528900B (zh) | 一种短流程高导电6系铝合金板带材及其制备方法 | |
| CN109338151B (zh) | 一种电子电气设备用铜合金及用途 | |
| CN112030032B (zh) | 一种Cu-Cr-Ti-Zr系合金及铜带制备方法 | |
| CN102864345A (zh) | 一种纳米碳管复合铝导线的制备 | |
| CN111636018A (zh) | 一种高导热铝合金及其铸造方法 | |
| CN107058796A (zh) | 一种稀土微合金化铜基合金、制备方法及挤压成棒材的方法 | |
| CN114606414B (zh) | 一种高导电率再生铝合金导线及其制备方法 | |
| CN108315581B (zh) | 一种高强度高软化温度的低铍铜合金及其制备方法 | |
| CN100491558C (zh) | 一种高性能钇基重稀土铜合金模具材料及其制备方法 | |
| CN113913690B (zh) | 一种海上风电法兰用钢及制备方法 | |
| CN105369077A (zh) | 一种铝合金导体材料及其制备方法 | |
| US20240200166A1 (en) | Weldable in-situ nano-strengthened rare-earth metal containing aluminum alloy with high strength and toughness and preparation method thereof | |
| CN113737052A (zh) | 微合金化特种碲铜材料 | |
| US7578893B2 (en) | Electrical contact material comprising a cobalt-nickel-iron alloy | |
| CN108281213B (zh) | 一种铁路用稀土铝合金电缆及导体制备方法 | |
| CN103436778A (zh) | 具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢及其生产方法 | |
| CN113969364B (zh) | 一种高强度高导电铜铌系合金及其制备方法 | |
| CN101693959A (zh) | Cu-Fe-Ag-P原位复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |