CN114318048A - 一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金及其制备方法，包括如下重量百分比的各组分：1％～2％Pt、10％～20％Ag、余量为Cu和Zr；制备方法包括如下步骤：S1:按照各组分的重量百分比进行配料制成原料、S2:将熔炼炉升温至一定温度，投入Pt、Ag、Zr、S3:继续将熔炼炉升温至一定温度，投入Cu，搅拌均匀，熔炼完成后得到合金液。将本发明生产的铜合金通过压力扩散焊接的方式制得导电瓦块，导电瓦块各项性能指标均达到规定的要求，正常作业时，备件温度不超过50℃，焊接作业时焊缝质量达到进口件水平，导电率不低于80％IACS。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电瓦块用铜合金的生产领域，更具体的是涉及一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金及其制备方法。
背景技术
纯铜作为一种具备导电导热性的金属材料，其密度大约为8.9g/cm3,熔点高达1083℃，它在物理性能方面不仅具有优良的导热导电性，而且具备良好的延展性能，在化学性能方面也具有较好的耐蚀性，但是纯铜的强度比较低，为满足实际应用时对材料强度和导电率所需的综合要求，需要对铜进行强化处理。铜合金是以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。铜合金因为具有良好的导电、导热、耐腐蚀性及韧性等特点被广泛应用于电力、散热、管道、装饰等领域，成为现代化工业技术发展的基础。但普通的铜及铜合金也存在明显的缺陷，就是力学性能不佳。为了克服这一缺陷，现有技术提出在纯铜中加入适量的镍、锰、铁元素形成新型的铜合金。
在铜合金中添加银可以显著降低合金的熔点，导电瓦块用铜合金对焊接性能要求高，因此需要通过调整合金添加的种类和比例以使导电瓦块用铜合金获得较好的焊接性能。
发明内容
为解决现有技术的不足，提供一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金及其制备方法。
一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金，包括如下重量百分比的各组分：1％～2％Pt、10％～20％Ag、余量为Cu和Zr。
一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金的制备方法，包括如下步骤：
S1:按照各组分的重量百分比进行配料制成原料；
S2:将熔炼炉升温至一定温度，投入Pt、Ag、Zr；
S3:继续将熔炼炉升温至一定温度，投入Cu，搅拌均匀，熔炼完成后得到合金液；
S4:将S3中的合金液保温一段时间，然后随炉冷却至室温，使用模具浇注成坯锭；
S5:将S2中制备的坯锭在始锻温度为950～960℃，终锻温度为850～860℃的加热温度，锻造后空冷至室温；
S6:采用电阻炉进行热处理；
S7:进行机械加工至成品。
优选的，所述S2中熔炼炉为真空熔炼炉，一定温度为1200℃。
优选的，所述S3中一定温度为1900℃。
优选的，所述S4中保温时间为4h。
优选的，所述S6中热处理方式包括对合金进行920℃*2.5h的固溶处理。
优选的，所述S4中模具为铜制模具。
有益效果：
(1)通过调整添加Pt、Ag、Zr的重量百分比，确定一个合适的添加范围即1％～2％Pt、10％～20％Ag、余量为Cu和Zr，在此范围下Zr元素的加入可以改善合金的显微结构，细化晶界，提高铜合金的力学性能。
在此范围下，Ag元素的加入可以显著降低合金的熔点便于焊接。
(2)将本发明生产的铜合金通过压力扩散焊接的方式制得导电瓦块，导电瓦块各项性能指标均达到规定的要求，正常作业时，备件温度不超过50℃，焊接作业时焊缝质量达到进口件水平，导电率不低于80％IACS。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例：
一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金，各组分按照如下重量百分比配制：
1.5％Pt；
15％Ag；
余量为Cu和Zr。
制备方法如下：
S1:按照各组分的重量百分比进行配料制成原料；
S2:将真空熔炼炉升温至1200℃，投入Pt、Ag、Zr；
S3:继续将熔炼炉升温至1900℃，投入Cu，搅拌均匀，熔炼完成后得到合金液；
S4:将S3中的合金液保温4h，然后随炉冷却至室温，使用铜模浇注成坯锭；
S5:将S2中制备的坯锭在始锻温度为950～960℃，终锻温度为850～860℃的加热温度，锻造后空冷至室温；
S6:采用电阻炉进行热处理,包括对合金进行920℃*2.5h的固溶处理；
S7:进行机械加工至成品。
将上述铜合金通过压力扩散焊接的方式制得导电瓦块，进行性能测试，性能检测结果如下：
σb:≥500MPa；
δ:≥12％；
导电率:≥80％IACS；
HB：120-240。
通过调整添加Pt、Ag、Zr的重量百分比，确定一个合适的添加范围即1％～2％Pt、10％～20％Ag、余量为Cu和Zr，在此范围下Zr元素的加入可以改善合金的显微结构，细化晶界，提高铜合金的力学性能。在此范围下，Ag元素的加入可以显著降低合金的熔点便于焊接。将本发明生产的铜合金通过压力扩散焊接的方式制得导电瓦块，导电瓦块各项性能指标均达到规定的要求，正常作业时，备件温度不超过50℃，焊接作业时焊缝质量达到进口件水平，导电率不低于80％IACS。
作为进一步改进，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金，其特征在于，包括如下重量百分比的各组分：1％～2％Pt、10％～20％Ag、余量为Cu和Zr。
2.一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:按照各组分的重量百分比进行配料制成原料；
S2:将熔炼炉升温至一定温度，投入Pt、Ag、Zr；
S3:继续将熔炼炉升温至一定温度，投入Cu，搅拌均匀，熔炼完成后得到合金液；
S4:将S3中的合金液保温一段时间，然后随炉冷却至室温，使用模具浇注成坯锭；
S5:将S2中制备的坯锭在始锻温度为950～960℃，终锻温度为850～860℃的加热温度，锻造后空冷至室温；
S6:采用电阻炉进行热处理；
S7:进行机械加工至成品。
3.根据权利要求2所述的一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金的制备方法，其特征在于，所述S2中熔炼炉为真空熔炼炉，一定温度为1200℃。
4.根据权利要求2所述的一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金的制备方法，其特征在于，所述S3中一定温度为1900℃。
5.根据权利要求2所述的一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金的制备方法，其特征在于，所述S4中保温时间为4h。
6.根据权利要求2所述的一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金的制备方法，其特征在于，所述S6中热处理方式包括对合金进行920℃*2.5h的固溶处理。
7.根据权利要求2所述的一种高焊接性能的导电瓦块用铜合金的制备方法，其特征在于，所述S4中模具为铜制模具。
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