JP7252655B2 - Continuous Extrusion Method for High-Strength, High-Conductivity Copper Alloy, Its Application, and Mold Material - Google Patents

Continuous Extrusion Method for High-Strength, High-Conductivity Copper Alloy, Its Application, and Mold Material Download PDF

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本発明は、非鉄金属加工の技術分野に関し、特に、高強度高伝導率銅合金の連続押出方法およびその応用ならびに金型材料に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to the technical field of non-ferrous metal processing, and in particular to a method for continuous extrusion of high-strength, high-conductivity copper alloy, its application and mold material.

導体材料の典型的な代表である銅合金は、電気工学の技術分野において幅広く応用されている。「5G」情報化時代の発展にともない、使用される主要銅合金導体についても更なる性能要求が出されている。大規模集積回路を例としてあげると、電気回路の集積度がますます高まり、電力密度も向上される一方であるため、集積回路用リードフレームに使用される銅合金については、高い強度を有するだけでなく、さらに、高い電気伝導率および熱伝導率を有することが求められ、これにより、できる限り低い熱効果と迅速な熱放出を保証する。また、半導体プロセスの要求に満たすため、リードフレームに使用される銅合金は良好な寸法精度を有さなければならず、すなわち、高強度、高伝導率、高精度といった多種の特性を備えなければならない。4G/5G携帯電話のコネクタを例としてあげると、最もよく見かけるのは携帯電話の充電ポ-トに使用される銅合金コネクタである。高い電気伝導率を有することにより、できる限り接触抵抗と大電流充電による熱効果を低減する必要があるだけでなく、さらに、高い強度を有することにより寸法が小型になりつつある需要にも満たす必要があり、また、耐応力緩和特性を備えることにより設定された挿入力を保持する必要もあり、すなわち、高強度、高伝導率、高耐応力緩和特性といった多種の特性を備えなければならない。 Copper alloys, a typical representative of conductor materials, find wide application in the technical field of electrical engineering. With the development of the “5G” information age, further performance demands are also being made on the main copper alloy conductors used. Taking large-scale integrated circuits as an example, with the ever-increasing degree of integration of electrical circuits and the ever-improving power density, copper alloys used in lead frames for integrated circuits only have high strength. In addition, it is required to have high electrical and thermal conductivity, which ensures the lowest possible thermal effect and rapid heat release. In addition, in order to meet the requirements of semiconductor processing, the copper alloy used in lead frames must have good dimensional accuracy, that is, it must have various characteristics such as high strength, high conductivity, and high precision. not. Taking the 4G/5G mobile phone connector as an example, the most common one is the copper alloy connector used in the charging port of the mobile phone. Not only do they need to have high electrical conductivity to reduce contact resistance and thermal effects due to high current charging as much as possible, they also need to have high strength to meet the demands of shrinking dimensions. It must also maintain a set insertion force by providing stress relaxation resistance, i.e., it must have a variety of properties such as high strength, high conductivity, and high stress relaxation resistance.

様々な高強度高伝導率銅合金の研究開発かつそれを高効率高品質で製造する技術は、銅合金技術分野において共通に関心する重要な発展方向である。現在、高強度高伝導率銅合金の材料成分を巡る設計は、主に銅銀合金、銅マグネシウム合金、銅錫合金、銅クロム合金、銅ジルコニア合金、銅鉄合金、銅ベリリウム合金、銅チタン合金、銅カドミウム合金などの二元銅合金、銅鉄リン合金、銅ニッケルシリコン合金、銅クロムジルコニウム合金などの三元合金、および上述の合金のもとで、さらにマイクロアロイ技術により合金化された多成分複合合金に集中されている。なお、高強度高伝導率銅合金の製造方法についても様々なものがある。 The research and development of various high-strength, high-conductivity copper alloys and the technology for producing them with high efficiency and quality are important development directions of common concern in the copper alloy technology field. At present, the design of high-strength, high-conductivity copper alloy material components is mainly based on copper-silver alloy, copper-magnesium alloy, copper-tin alloy, copper-chromium alloy, copper-zirconia alloy, copper-iron alloy, copper-beryllium alloy, copper-titanium alloy. , binary copper alloys such as copper-cadmium alloys; ternary alloys such as copper-iron-phosphorus alloys, copper-nickel-silicon alloys, copper-chromium-zirconium alloys; Concentrated on component composite alloys. There are also various methods for producing high-strength, high-conductivity copper alloys.

たとえば、中国特許文献1(出願番号:201410530014.1)には銅銀合金およびその製造方法が開示されている。まず、銅および銅銀マスタ-合金(中間合金)を、重量比として銅(Cu) 80%~99%、銀(Ag) 20%~1%で測量計算した後、混合して真空製錬炉のるつぼ内に入れ、5×10-1Pa以上に真空引きしてから昇温し始め、温度が600~800℃まで昇温された後、真空引きを停止し、真空炉内にNまたは不活性ガスを5×10Paとなるまで充填する。その後、さらに1150~1250℃まで昇温し続け、銅と銅銀マスタ-合金が完全に溶解された後、銅銀合金液に不活性ガスを充填し始め、さらに20~30分間かき混ぜ、合金溶融体を冷却して銅銀合金ブランク材料を得ている。 For example, Chinese Patent Document 1 (Application No.: 201410530014.1) discloses a copper-silver alloy and its manufacturing method. First, copper and a copper-silver master alloy (intermediate alloy) are measured and calculated with a weight ratio of 80% to 99% copper (Cu) and 20% to 1% silver (Ag), then mixed and vacuum smelting furnace The crucible is evacuated to 5 × 10 -1 Pa or more, and then the temperature starts to rise. Inert gas is filled up to 5×10 3 Pa. After that, the temperature is further increased to 1150-1250° C., and after the copper and the copper-silver master alloy are completely melted, the copper-silver alloy liquid is started to be filled with an inert gas, and the mixture is further stirred for 20-30 minutes to melt the alloy. The body is cooled to obtain a copper-silver alloy blank material.

また、中国特許文献2(出願番号:201811196401.3)には銅マグネシウム合金およびその製造方法が開示されている。まず、周波数誘導炉内に銅含量≧99.99%の陰極銅および金属マグネシウムを直接入れ、マグネシウムの重量パ-セントが0.16%~0.19%である。続いて、溶解されて得られた銅液に精錬剤を入れてから銅液の表面を鱗片状黒鉛で被せる。最後に、引上式連続鋳造方法により鋳造して上述銅マグネシウム合金撚線用鋳造棒を得ている。 Chinese patent document 2 (application number: 201811196401.3) discloses a copper-magnesium alloy and a method for producing the same. First, the cathode copper and metallic magnesium with a copper content≧99.99% are directly put into the frequency induction furnace, and the weight percentage of magnesium is 0.16%-0.19%. Subsequently, after adding a refining agent to the copper liquid obtained by dissolving, the surface of the copper liquid is covered with flake graphite. Finally, the above cast rod for copper-magnesium alloy stranded wire is obtained by casting by a pull-up continuous casting method.

また、中国特許文献3(出願番号:201710931646.5)には銅錫合金およびその製造方法が開示されている。銅錫合金は、金属錫、金属銅およびその他の不純物を含み、各成分の重量比は、金属錫 0.195~0.435%、金属銅 99.755~99.515%、その他の不純物 0.05%である。まず、陰極銅を原料として引上炉内に入れて溶解させ、さらに金属錫を銅液に入れ、黒鉛棒でかき混ぜることにより合金成分を均一にさせた後、ブランク棒を引き上げ始める。続いて、引上げた錫を含む合金からなるブランク棒を連続押出装置に搬入して20mmの押出棒を作り、該押出棒の端部と引抜装置の伸線フレ-ム押出棒尾部とをフラッシュ溶接により接続し、接続箇所について印をつけ、接続箇所の押出棒により銅錫合金接触線完成品の断裁部を作製してから、引き続き引き抜きにより銅錫合金接触線完成品を作成する。 In addition, Chinese patent document 3 (application number: 201710931646.5) discloses a copper-tin alloy and its manufacturing method. The copper-tin alloy contains metallic tin, metallic copper and other impurities, and the weight ratio of each component is metallic tin 0.195-0.435%, metallic copper 99.755-99.515%, other impurities 0 0.05%. First, cathodic copper is put into a drawing furnace as a raw material and melted, then metal tin is added to the copper solution, and the alloy components are made uniform by stirring with a graphite rod, and then the blank rod is pulled up. Subsequently, the drawn blank bar made of an alloy containing tin is carried into a continuous extruder to make an extruded bar of 20 mm, and the end of the extruded bar and the tail of the wire drawing frame extruded bar of the drawing device are flash welded. After connecting by , marking the connection point, making a cut part of the copper-tin alloy contact wire finished product with an extrusion rod at the connection point, the copper-tin alloy contact wire finished product is subsequently made by drawing.

また、中国特許文献4(出願番号:201910720284.4)には銅クロム合金およびその製造方法が開示されている。該合金においてクロムの重量パ-セントが5wt.%~50wt.%となるように、銅金属およびクロム金属を調合する。まず、不活性ガスの保護のもとで、調合された銅クロム材料の粉末またはブロック体を真空非消耗ア-ク溶解法により溶解する。続いて、真空非消耗ア-ク溶解された銅クロム合金ブロック体を反転させ、合金サンプルが完全に溶解されるまで複数回繰り返し溶解する。続いて、完全に溶解された銅クロム合金を不活性ガスの保護のもとで引き続き溶解し、溶解された後は迅速にア-クを消し、さらに真空バルブを開き、負圧の力を利用することにより溶解された銅クロム合金液を鋳型に吸い込み、急冷凝固を行って銅クロム合金インゴットを得ている。 In addition, Chinese Patent Document 4 (Application No.: 201910720284.4) discloses a copper-chromium alloy and its manufacturing method. The weight percent of chromium in the alloy is 5 wt. % to 50 wt. % copper metal and chromium metal. First, under the protection of inert gas, the prepared copper chromium material powder or block is melted by vacuum non-consumable arc melting method. The vacuum non-consumable arc melted copper chromium alloy block is then inverted and melted multiple times until the alloy sample is completely melted. Then, the completely melted copper-chromium alloy is continuously melted under the protection of inert gas, the arc is extinguished quickly after melted, and the vacuum valve is opened to use the force of negative pressure. By doing so, the melted copper-chromium alloy liquid is sucked into the mold and rapidly solidified to obtain a copper-chromium alloy ingot.

また、中国特許文献5(出願番号:201610325699.8)には銅ジルコニア合金およびその製造方法が開示されている。該合金においてジルコニアの重量パ-セントが0.14~0.22%、ジルコニア+銅の重量パ-セント≧99.97%、不純物の重量パ-セント≦0.03%となるようにする。具体的には、以下のステップにより該合金を製造する。まず、重量パ-セント比が0.1~0.25%のジルコニア、99.7~99.9%の銅を合わせて同時に鋳造して銅ジルコニア合金インゴットを得る。続いて、銅ジルコニア合金インゴットの押湯を切断し、外側の酸化スケ-ルを洗浄して純粋なインゴットを得る。続いて、インゴットを鍛造して銅ジルコニア合金棒ブロックを形成する。続いて、固溶化熱処理を行い、固溶された後の棒ブロックを得る。続いて、二次鍛造を行い、二次鍛造棒ブロックを得る。続いて、二次鍛造棒ブロックについて時効処理を行い、合金ブランクを得ている。 Chinese patent document 5 (application number: 201610325699.8) discloses a copper-zirconia alloy and a method for producing the same. The alloy should have a weight percentage of zirconia of 0.14-0.22%, a weight percentage of zirconia plus copper of ≧99.97%, and a weight percentage of impurities of ≦0.03%. Specifically, the alloy is produced by the following steps. First, 0.1-0.25% by weight of zirconia and 99.7-99.9% by weight of copper are combined and simultaneously cast to obtain a copper-zirconia alloy ingot. Subsequently, the feeder head of the copper-zirconia alloy ingot is cut, and the oxide scale on the outside is washed to obtain a pure ingot. The ingot is then forged to form a copper-zirconia alloy bar block. Subsequently, a solution heat treatment is performed to obtain a rod block after solid solution. Subsequently, secondary forging is performed to obtain a secondary forged bar block. Subsequently, the secondary forged bar block is subjected to aging treatment to obtain an alloy blank.

また、中国特許文献6(出願番号:201810341974.4)には銅鉄合金およびその製造方法が開示されている。該合金の成分は、Fe 4%~20%、RE 0.001-1.0%、残りはCuであり、REは希土類元素である。たとえば、REはCeおよびLaであり、Ceの重量パ-セントは0.008~0.012wt.%で、Laで重量パ-セントは0.05~0.06wt.%である。該銅鉄合金材料は、エレクトロスラグ再溶解法(electro slag remelting)により製造され、真空誘導炉で溶融した銅鉄合金インゴットを消耗電極として使用し、CaF-NaFスラグシステムをスラグとして使用している。 Chinese Patent Document 6 (Application No.: 201810341974.4) discloses a copper-iron alloy and a method for producing the same. The composition of the alloy is Fe 4%-20%, RE 0.001-1.0%, the rest Cu, where RE is a rare earth element. For example, RE is Ce and La, and the weight percent of Ce is 0.008-0.012 wt. % and the La weight percent is between 0.05 and 0.06 wt. %. The copper-iron alloy material is produced by electro slag remelting, using a copper-iron alloy ingot melted in a vacuum induction furnace as a consumable electrode, and using a CaF 2 -NaF slag system as a slag. there is

また、中国特許文献7(出願番号:201380056659.2)には銅ベリリウム合金およびその製造方法が開示されている。ここで、Cu-Be合金はCoを含むCu-Be合金であり、Coの含量は0.005%~0.12%、Beの含量は1.60%~1.95%である。該Cu-Be合金を製造する方法は、(1)溶解鋳造プロセス、(2)均質化処理プロセス、(3)プレ加工プロセス、(4)固溶化処理プロセス、(5)冷間加工プロセス、および(6)時効硬化処理プロセス、を含む。 Chinese patent document 7 (application number: 201380056659.2) discloses a copper-beryllium alloy and a method for producing the same. Here, the Cu--Be alloy is a Cu--Be alloy containing Co, with a Co content of 0.005% to 0.12% and a Be content of 1.60% to 1.95%. The method for producing the Cu—Be alloy includes (1) a melting and casting process, (2) a homogenization process, (3) a pre-working process, (4) a solution treatment process, (5) a cold working process, and (6) an age hardening treatment process;

また、中国特許文献8(出願番号:201811313033.6)には銅チタン合金およびその製造方法が開示されている。該合金の各成分の重量パ-セント比は、Ti:2~2.4%、Cr:0.1~0.3%、Ni:0.1~0.3%、Co:0.05~0.01%であり、残りはCuである。該合金の組成の制御方法は、(1)融解、(2)フライス加工、(3)熱延、(4)固溶化時効処理、の処理ステップを含む。 In addition, Chinese patent document 8 (application number: 201811313033.6) discloses a copper-titanium alloy and its manufacturing method. The weight percent ratio of each component of the alloy is Ti: 2-2.4%, Cr: 0.1-0.3%, Ni: 0.1-0.3%, Co: 0.05- 0.01% and the rest is Cu. A method of controlling the composition of the alloy includes the processing steps of (1) melting, (2) milling, (3) hot rolling, and (4) solution aging.

また、中国特許文献9(出願番号:201811196401.3)には銅カドミウム合金およびその製造方法が開示されている。該合金においてカドミウムの含量は31%~70%であり、還元性雰囲気の中で溶融し、炭やガラス破片で被せ、炉を予熱してカドミウムインゴットを入れて加熱して溶かし、温度が400~750℃に達すると、酸洗いされた電解銅を入れて撹拌した後、引き続き温度を400~750℃まで昇温させ、さらに酸洗いされた電解銅を入れて撹拌し、このように繰り返した後、5~10分間静止させてから型に流し込んで鋳造している。 In addition, Chinese patent document 9 (application number: 201811196401.3) discloses a copper-cadmium alloy and its manufacturing method. The content of cadmium in the alloy is 31%-70%, melted in a reducing atmosphere, covered with charcoal or glass fragments, preheated the furnace, put in the cadmium ingot, heated and melted, the temperature is 400 ~ When the temperature reaches 750°C, the pickled electrolytic copper is added and stirred, then the temperature is raised to 400-750°C, and the pickled electrolytic copper is added and stirred, and so on. , It is cast by pouring it into a mold after letting it rest for 5 to 10 minutes.

また、中国特許文献10(出願番号:201510733708.2)には銅鉄リン合金およびその製造方法が開示されている。合金の成分は、Fe 2.1%~2.6%、P 0.015%~0.15%、Zn 0.05%~0.20%、Pb≦0.03%、Ni 0.01%~0.1%、Sn 0.01%~0.1%で、残りはCuである。その製造方法は、原料を各成分の比例に応じて調合して混合し、加熱、鋳造、熱延、冷延、熱処理、洗浄、引張曲げ矯正、熱処理などの処理ステップを含む。 In addition, Chinese patent document 10 (application number: 201510733708.2) discloses a copper-iron-phosphorus alloy and its production method. The composition of the alloy is Fe 2.1% to 2.6%, P 0.015% to 0.15%, Zn 0.05% to 0.20%, Pb ≤ 0.03%, Ni 0.01% ~0.1%, Sn 0.01%-0.1% and the rest Cu. The manufacturing method includes preparing and mixing raw materials according to the proportion of each component, and including processing steps such as heating, casting, hot rolling, cold rolling, heat treatment, washing, stretch straightening, and heat treatment.

また、中国特許文献11(出願番号:201710531296.3)には銅ニッケルシリコン合金およびその製造方法が開示されている。該合金において、NiおよびSiの含有量はいずれも0~2%である。その製造方法は、銅源、ニッケル源およびシリコン源を原料とし、溶融、連続鋳造、冷却、延伸とこの処理順により銅ニッケルシリコン合金スラブを得て、さらに、銅ニッケルシリコン合金スラブについて順番に圧延、時効処理、冷却、冷間仕上げ圧延によって銅ニッケルシリコン合金ストリップを得ている。 In addition, Chinese patent document 11 (application number: 201710531296.3) discloses a copper-nickel-silicon alloy and its manufacturing method. In the alloy, the contents of Ni and Si are both 0-2%. The manufacturing method uses a copper source, a nickel source and a silicon source as raw materials, obtains a copper-nickel-silicon alloy slab by melting, continuous casting, cooling, and stretching in this order, and further rolls the copper-nickel-silicon alloy slab in order. , aging, cooling and cold finishing rolling to obtain copper nickel silicon alloy strip.

また、中国特許文献11(出願番号:200710053838.7)には銅ベリリウム銀合金およびその製造方法が開示されている。該銅合金材料はCu、BE、AG元素により組成され、連続的な繊維構造を有する。合金材料における各成分の重量パ-セントの含量は、BE:0.06~0.12WT.%、AG 0.08~0.15WT.%で、残りはCuである。該合金材料の製造方法は、(1)合金を1180℃~1200℃の温度で溶融し、(2)連続方向凝固製造方法により延伸し、(3)材料を700℃~750℃で熱処理する、処理ステップを含む。 Also, Chinese Patent Document 11 (Application No.: 200710053838.7) discloses a copper-beryllium-silver alloy and its manufacturing method. The copper alloy material is composed of Cu, BE and AG elements and has a continuous fiber structure. The weight percent content of each component in the alloy material is BE: 0.06-0.12 WT. %, AG 0.08-0.15 WT. % and the rest is Cu. The method of manufacturing the alloy material includes (1) melting the alloy at a temperature of 1180°C to 1200°C, (2) drawing by a continuous direction solidification manufacturing method, and (3) heat treating the material at 700°C to 750°C. Including processing steps.

また、中国特許文献12(出願番号:201910720284.4)には銅クロムジルコニウム合金およびその製造方法が開示されている。該合金の材料を重量100%とすれば、15%~20%のクロム、0.2%~0.35%のジルコニウム、0.02%~0.025%のランタン、79.6%~84.5%の銅を含む。具体的な製造方法は、原料クロム、原料ジルコニア、原料ランタンおよび原料銅を計量するステップと、真空溶融炉においてまずは銅について溶融するステップと、銅が溶融した後,材料供給口を介してクロムを加えて銅液の表面を被せて溶融するステップと、クロムが溶融した後、さらに材料供給口を介してジルコニウムおよびランタンを加えて溶融するステップとジルコニウムおよびランタンが溶融した後の混合溶液を得て、再び溶融し、再度溶融した後撹拌して温度を下げてから型に流れ込んで鋳造し、冷却してからインゴットを得るステップと、インゴットについて固溶化時効処理および二回変形時効処理を行って銅クロムジルコニウム合金導電性ロッドを得るステップと、を含む。 In addition, Chinese patent document 12 (application number: 201910720284.4) discloses a copper-chromium-zirconium alloy and its manufacturing method. If the material of the alloy is 100% by weight, 15%-20% chromium, 0.2%-0.35% zirconium, 0.02%-0.025% lanthanum, 79.6%-84% Contains 0.5% copper. The specific manufacturing method includes the steps of weighing raw material chromium, raw material zirconia, raw material lanthanum and raw material copper; In addition, a step of covering and melting the surface of the copper liquid, a step of adding and melting zirconium and lanthanum through the material supply port after the chromium is melted, and obtaining a mixed solution after the zirconium and lanthanum are melted. , melted again, melted again, stirred to lower the temperature, flowed into a mold for casting, cooled to obtain an ingot, and solution aging and double deformation aging treatment for the ingot to copper obtaining a chromium-zirconium alloy conductive rod.

また、中国特許文献13(出願番号:201310633208.2)には銅クロム多元系複合合金およびその製造方法が開示されている。該合金における各成分の重量パ-セント比は、Crが7.5wt.%~8.5wt.%、Alが0.2wt.%~0.4wt.%、Snが0.3wt.%~0.5wt.%、Coが0.04wt.%~0.06wt.%、Srが0.05wt.%~0.10wt.%で、残りは銅である。なお、製造方法としては、各成分を高温溶融、降温、冷却などの処理ステップを経て得る。 In addition, Chinese patent document 13 (application number: 201310633208.2) discloses a copper-chromium multicomponent composite alloy and a method for producing the same. The weight percent ratio of each component in the alloy is 7.5 wt. % to 8.5 wt. % and Al is 0.2 wt. % to 0.4 wt. %, Sn is 0.3 wt. % to 0.5 wt. % and Co is 0.04 wt. % to 0.06 wt. %, Sr is 0.05 wt. % to 0.10 wt. % and the rest is copper. In addition, as a manufacturing method, each component is obtained through treatment steps such as high-temperature melting, cooling, and cooling.

また、中国特許文献14(出願番号:201410474358.8)には銅チタン複合合金およびその製造方法が開示されている。銅チタン合金材料における各成分の重量パ-セント比は、Tiが3.9wt.%~7.8wt.%、Crが1.2wt.%~1.8wt.%、Caが0.4wt.%~0.9wt.%、Niが0.3wt.%~0.8wt.%、Vが0.2wt.%~0.5wt.%、Znが0.7wt.%~1.2wt.%で、残りはCuである。なお、製造方法としては、真空におけるステップごとの溶融、冷却などの処理ステップを含む。 Chinese patent document 14 (application number: 201410474358.8) discloses a copper-titanium composite alloy and a method for producing the same. The weight percent ratio of each component in the copper-titanium alloy material is 3.9 wt. % to 7.8 wt. % and Cr is 1.2 wt. % to 1.8 wt. % and Ca is 0.4 wt. % to 0.9 wt. % and Ni is 0.3 wt. % to 0.8 wt. % and V is 0.2 wt. % to 0.5 wt. % and 0.7 wt. % to 1.2 wt. % and the rest is Cu. The manufacturing method includes processing steps such as melting and cooling in vacuum.

また、中国特許文献15(出願番号:201510976079.6)には高強度高導電銅クロムジルコニウム合金およびその製造方法が開示されている。該合金の化学組成は、Cr:0.01-1.5wt.%、Zr:0.01~0.5wt.%、Ti:0.001~0.5wt.%、Mn:0.01~0.5wt.%、Ca:0.0001~0.07wt.%で、残りは銅および避けられない不純物である。その製造方法のフロ-は次のとおりである。原料調合→溶融鋳造→切断→均質化アニ-リング→熱延→一次固溶化処理→フライス加工→一次冷延→二次固溶化処理→二次冷延→一次時効処理→三次冷延→二次時効処理→引張曲げ矯正。 In addition, Chinese patent document 15 (application number: 201510976079.6) discloses a high-strength, high-conductivity copper-chromium-zirconium alloy and its manufacturing method. The chemical composition of the alloy is Cr: 0.01-1.5 wt. %, Zr: 0.01 to 0.5 wt. %, Ti: 0.001 to 0.5 wt. %, Mn: 0.01-0.5 wt. %, Ca: 0.0001 to 0.07 wt. %, the remainder being copper and unavoidable impurities. The flow of the manufacturing method is as follows. Raw material preparation→melting casting→cutting→homogenizing annealing→hot rolling→first solution treatment→milling→first cold rolling→second solution treatment→second cold rolling→first aging treatment→third cold rolling→secondary Aging treatment → tension bending straightening.

また、中国特許文献16(出願番号:201711414445.4)にはリードフレーム用銅クロムジルコニウム合金ストリップの製造方法が開示されている。銅クロムジルコニウム合金ストリップにおける各成分を重量パ-セント比に応じて計量すれば、クロムの含量が1.0%~1.5%、ジルコニウムの含量が0.1~0.15%、銀の含量が0.01~0.015%、コバルトの含量が0.01~0.015%、ベリリウムの含量が0.1~0.15%、チタンが0.1~0.15%、錫が0.1~0.15%、マグネシウムが0.1~0.15%、ニオブが0.1~0.15%、インジウムが0.1~0.15%で、残りは銅である。該合金の製造方法は、引上式連続鋳造-連続押出-第一次圧延-第一次固溶化-第二次圧延-第一次時効-第二次固溶化-第三次圧延-第二次時効-第四次圧延-第三次時効-仕上げ、といった処理を有する。 In addition, Chinese patent document 16 (application number: 201711414445.4) discloses a method for producing a copper chromium zirconium alloy strip for lead frames. When each component in the copper chromium zirconium alloy strip is weighed according to the weight percentage ratio, the chromium content is 1.0% to 1.5%, the zirconium content is 0.1 to 0.15%, and the silver content is 1.0% to 1.5%. content 0.01-0.015%, cobalt content 0.01-0.015%, beryllium content 0.1-0.15%, titanium 0.1-0.15%, tin 0.1-0.15%, magnesium 0.1-0.15%, niobium 0.1-0.15%, indium 0.1-0.15% and the balance copper. The method for producing the alloy is as follows: up-type continuous casting - continuous extrusion - primary rolling - primary solution treatment - secondary rolling - primary aging - secondary solution treatment - tertiary rolling - secondary It has a process such as secondary aging - quaternary rolling - tertiary aging - finishing.

また、中国特許文献17(出願番号:201710012956.7)には連続鋳造および連続押出により析出強化高強度銅クロム合金を製造する方法が開示されている。まず、水平連続鋳造法により成型された銅合金棒を使用し、オンラインで固溶化熱処理した後、連続押出によってブランク材料を直接製造する。続いて、冷延および時効処理を経て、仕上げると性能および寸法が要求に満たしている製品が得られる。該文献に係る発明では連続押出プロセスにより高性能な銅クロムジルコニウム合金材料を製造し、その製造過程はある程度簡略化され、フライス加工、熱延による開口および分塊圧延などのプロセスを除去し、中間圧延パスの数が減らされ、企業の設備投資が減少し、エネルギ-消耗が下降し、生産効率および製品収率がともに向上される。 Chinese Patent Document 17 (Application No.: 201710012956.7) discloses a method for producing precipitation-strengthened high-strength copper-chromium alloys by continuous casting and continuous extrusion. First, using a copper alloy rod formed by horizontal continuous casting, after solution heat treatment on-line, blank material is directly produced by continuous extrusion. Subsequent cold rolling and aging treatments result in finished products meeting performance and dimensional requirements. In the invention according to the document, a high-performance copper-chromium-zirconium alloy material is produced by a continuous extrusion process, and the production process is simplified to some extent, eliminating processes such as milling, hot-rolling opening and blooming, and intermediate The number of rolling passes is reduced, enterprise capital investment is reduced, energy consumption is lowered, and both production efficiency and product yield are improved.

似たような関連資料を一々列挙せず、既に開示された資料から、高強度高伝動率銅合金の成分設計に関する研究が広く行われており、各種の合金成分が提案されていることがわかる。なお、高強度高伝導率銅合金の製造方法も様々であり、そのうちの一部は既に工業化生産が実現されている。しかしながら、これらの方法は基本的に銅合金の伝統的な三段式の加工方法、すなわち、溶融インゴット-熱加工-冷加工に、適切な熱処理プロセスを加えてものである。ここで、熱加工は、熱絞り、熱延、熱鍛造、固溶化などであり、冷加工は、冷延、冷間引抜きなどである。これらの高強度高伝導率銅合金の製造方法は、いずれもプロセスが多く、エネルギ-消耗が多く、製品率が高くなく、生産コストおよび設備投資が大きく、銅合金の性能が向上しなければならないという問題がある。 Without listing similar related materials one by one, it can be seen from the previously disclosed materials that research on the composition design of high-strength, high-transmission copper alloys has been extensively conducted, and various alloy compositions have been proposed. . There are various methods for producing high-strength, high-conductivity copper alloys, some of which have already been industrialized. However, these methods are basically the traditional three-stage processing method of copper alloys, ie, molten ingot-hot working-cold working, plus an appropriate heat treatment process. Here, hot working includes hot drawing, hot rolling, hot forging, solution treatment, and the like, and cold working includes cold rolling, cold drawing, and the like. These high-strength and high-conductivity copper alloy production methods require many processes, consume a lot of energy, have a low product rate, large production costs and equipment investment, and the performance of copper alloys must be improved. There is a problem.

したがって、銅合金加工業の主要な革新方向は、短いプロセス、連続化、省エネ、低投入、低コストおよび銅合金の高強度高伝導の性能を保証することである。 Therefore, the main innovation direction of the copper alloy processing industry is to ensure the performance of short process, continuous, energy saving, low input, low cost and high strength and high conductivity of copper alloy.

現在、高強度高伝導率銅合金の製造技術についていえば、主には「引上式連続鋳造-固溶化-連続押出-冷延」、「真空溶融鋳造-熱延による開口-冷延-固溶化-熱処理」、「水平連続鋳造-オンライン固溶化-連続押出-冷延-時効処理」などの方法がある。インゴットの製造において、水平連続鋳造は高品質なインゴットを提供できるハイテクな連続鋳造技術である。しかしながら、既存の水平連続鋳造プロセスを導入した銅合金製造方法では、いずれも水平連続鋳造プロセスにおいて合金元素がすべて過飽和固溶状態にあるインゴットを得られないため、インゴット内の合金元素が過飽和固溶状態になるように、インゴットに対してさらに高温固溶化処理を行う必要があり、また、省エネルギ-の面においても依然として改良が必要である。また、既存の連続押出プロセスにおいても、過飽和固溶体が早期析出・分解(Precipitation decomposition)する問題が一般的に存在しているため、銅合金の強度および導電率に影響を与えてしまう。材料が時効前に固溶態であることを望むならば、最も直接的な方法は時効前に高温固溶化熱処理を行うことであるが、この考え方はエネルギ-消耗が高いだけでなく、冷延硬化の効果も完全に失われてしまう。 At present, the production technology of high-strength and high-conductivity copper alloys mainly consists of "up-drawing continuous casting - solution treatment - continuous extrusion - cold rolling", "vacuum melting casting - opening by hot rolling - cold rolling - solidification". There are methods such as "solution-heat treatment" and "horizontal continuous casting-online solution treatment-continuous extrusion-cold rolling-aging treatment". In the production of ingots, horizontal continuous casting is a high-tech continuous casting technology that can provide high quality ingots. However, in any of the existing copper alloy manufacturing methods that introduce the horizontal continuous casting process, it is not possible to obtain an ingot in which all the alloying elements are in a supersaturated solid solution state in the horizontal continuous casting process. It is necessary to further perform a high-temperature solution treatment on the ingot so as to achieve the state, and improvement is still required in terms of energy saving. In addition, existing continuous extrusion processes also generally suffer from premature precipitation and decomposition of supersaturated solid solutions, which affects the strength and electrical conductivity of copper alloys. If you want the material to be in solid solution before aging, the most direct way is to perform a high temperature solution heat treatment before aging, but this idea is not only high in energy consumption but also cold rolling. The hardening effect is also completely lost.

したがって、高性能銅合金加工業界では、いかに水平連続鋳造インゴット内の合金元素を全て過飽和固溶体状態にして、その後の高温固溶体を回避することや、いかに銅合金固溶体を連続押出過程において析出・分解することを回避し、銅合金の高強度高伝導率を確保することは、切迫に解決すべき技術的問題である。 Therefore, in the high-performance copper alloy processing industry, how to make all the alloying elements in the horizontal continuous casting ingot into a supersaturated solid solution state to avoid the subsequent high temperature solid solution, and how to precipitate and decompose the copper alloy solid solution in the continuous extrusion process. To avoid this and ensure high strength and high conductivity of copper alloy is an urgent technical problem to be solved.

本発明の第一の目的は、連続押出方法に用いられる金型材料を提供することであり、該金型材料は非常に良好な力学特性を備えている。 A first object of the present invention is to provide a mold material for use in continuous extrusion processes, said mold material having very good mechanical properties.

本発明の第二の目的は、高強度高伝導率銅合金の連続押出方法を提供することにより、過飽和固溶体が連続押出過程中に析出・分解する問題を解決し、組織の均質性および強度を向上させることである。 The second object of the present invention is to provide a continuous extrusion method for high-strength, high-conductivity copper alloys, thereby solving the problem of precipitation and decomposition of supersaturated solid solutions during the continuous extrusion process, and improving the homogeneity and strength of the structure. to improve.

本発明の第三の目的は、高強度高伝導率銅合金の連続押出方法の銅合金製造における応用を提供することにより、プロセスを短縮させ、エネルギ-消耗およびコストを低減させ、製品の収率(完成品率)を向上させ、かつ、銅合金の高強度高伝導率を保証することである。 The third object of the present invention is to provide an application of the continuous extrusion method of high strength and high conductivity copper alloy in copper alloy production, thereby shortening the process, reducing energy consumption and cost, and improving product yield. It is to improve the (finished product rate) and ensure the high strength and high conductivity of the copper alloy.

上記連続押出方法に存在する問題を解決するため、本発明では以下のような三つの技術的解決手段を組み合わせて使用する。
1) 高温で予熱された押出金型およびインゴットを利用することで、過飽和固溶体の析出・分解を回避する;
2) 大きな押出比による連続押出:大きな押出比の連続押出パラメ-タを使用することにより、十分高い変形温度を保証することで固溶体の析出を防止するだけでなく、インゴットをダイキャビティ内で激しく塑性変形させ、鋳造されたままの構造を完全に破壊して、再結晶構造を形成する;
3) 急冷:高強度の冷却によりブランク材料を高温から室温まで急冷させ、過飽和固溶体の析出分解を防止する。
In order to solve the problems existing in the above continuous extrusion method, the present invention uses the following three technical solutions in combination.
1) Employing high temperature preheated extrusion dies and ingots to avoid precipitation and decomposition of supersaturated solid solutions;
2) Continuous extrusion with large extrusion ratios: The use of continuous extrusion parameters with large extrusion ratios not only ensures a sufficiently high deformation temperature to prevent solid solution precipitation, but also violently pushes the ingot into the die cavity. plastically deform and completely destroy the as-cast structure to form a recrystallized structure;
3) Rapid cooling: The blank material is rapidly cooled from high temperature to room temperature by high-intensity cooling to prevent precipitation decomposition of the supersaturated solid solution.

上述の技術的手段の組み合わせによれば、二重の目的を実現できる。第一に、鋳造されたままの構造を激しく塑性変更させることにより、構造の均一性および強度を向上できる。第二に、過飽和固溶体の早期析出分解を回避できる。しかしながら、高温で大きな押出比による連続押出では、ダイキャビティの動作温度および動作圧力がともに通常の連続押出より著しく高いため、押出が停止することや金型が割れてしまうことを招きやすい。このため、押出装置の出力を向上させなければならず、かつ、高温合金の金型を使用しなければならない。 A combination of the above technical means can achieve a dual purpose. First, the uniformity and strength of the structure can be improved by severely plastically modifying the as-cast structure. Second, premature precipitation decomposition of supersaturated solid solutions can be avoided. However, in continuous extrusion at high temperature and high extrusion ratio, both the operating temperature and operating pressure of the die cavity are significantly higher than those in normal continuous extrusion, which is likely to cause extrusion stoppage and mold cracking. Therefore, the output of the extruder must be improved, and the mold of high temperature alloy must be used.

第一の態様によれば、本発明に係る連続押出方法において使用される金型材料は、鍛造された高温ニッケル基合金であり、該合金は、0.05wt.%のC、15wt.%のCr、6wt.%のMo、5wt.%のW、2wt.%のTi、5.5wt.%のAl、残りはNi、を含み、該合金は、真空製錬法およびエレクトロスラグ再溶解方法により溶融されてから、さらに均質化処理された後、熱間鍛造および熱処理成形される。 According to a first aspect, the die material used in the continuous extrusion process of the present invention is a forged high temperature nickel-based alloy, the alloy comprising 0.05 wt. % C, 15 wt. % Cr, 6 wt. % Mo, 5 wt. % W, 2 wt. % Ti, 5.5 wt. % Al and the balance Ni, the alloy is melted by vacuum smelting and electroslag remelting methods and then further homogenized before being hot forged and heat treated.

本発明において、鍛造された高温ニッケル基合金の製造は既存技術を参照でき、具体的には、まず、真空製錬法およびエレクトロスラグ再溶解方法により溶融することで合金インゴットを得ること、続いて、該合金インゴットを1250℃で1~4h均質化処理した後、1000℃~1050℃で等温鍛造により成形させ、変形量が80%~90%であること、続いて、800℃で8~16時間保温し、水で急冷して焼き入れした後、300℃~400℃で1~2時間焼き戻しすること、とのステップにしたがって行われる。該鍛造された高温ニッケル基合金は、非常に良好な力学特性を備えており、連続押出の金型材料として利用でき、特に最も要求が厳しいフラグ部品に使用できる。 In the present invention, the production of the forged high-temperature nickel-based alloy can refer to the existing technology, specifically, first by melting by vacuum smelting method and electroslag remelting method to obtain an alloy ingot, then , After the alloy ingot is homogenized at 1250 ° C. for 1 to 4 hours, it is formed by isothermal forging at 1000 ° C. to 1050 ° C., and the deformation amount is 80% to 90%, followed by 8 to 16 at 800 ° C. keeping warm for a period of time, quenching with water and quenching, and then tempering at 300° C.-400° C. for 1-2 hours. The wrought high temperature nickel base alloy has very good mechanical properties and can be used as a continuous extrusion die material, especially for the most demanding flag parts.

第二の態様によれば、本発明に係る銅合金の連続押出方法は、
(1.1) 押出金型は鍛造される高温ニッケル基合金を使用し、該合金は、0.05%のC、15%のCr、6%のMo、5%のW、2%のTi、5.5%のAl、残りはNi、を含み、該合金を、真空製錬法およびエレクトロスラグ再溶解方法により溶融し、さらに均質化処理してから熱間鍛造および熱処理成形するステップと、
(1.2) 押出しを行う前、先に押出金型を500~600℃まで予熱し、銅合金インゴットを700~750℃まで迅速に予熱してからダイキャビティに入れて連続押出することによりブランク材料を得て、ここで、押出ホイ-ルの回転速度を3~8rpm、押出比を3~8、押出間隔を0.6~2mmにそれぞれ制御することにより、十分高い変形温度を保証することで固溶体の析出を防止するだけでなく、銅合金インゴットを軟らかくし、変形抵抗を減らし、金属の塑性流動性を増やすステップと、
(1.3) ステップ(1.2)において得られるブランク材料を押出金型の出口で高強度の冷却水スプレーを行い、スプレー装置は噴霧ノズルを使用し、ノズルの間隔は10~20mmであり、さらにブランク材料の寸法に応じてノズルの数が設けられ、ノズルとブランク材料の表面との間隔は10~50mm、水圧は0.5~0.8 Mpaであり、ブランク材料を高温から室温まで急冷させることにより過飽和固溶体の析出分解を防止するステップと、
を有する。
According to a second aspect, the method for continuously extruding a copper alloy according to the present invention comprises:
(1.1) The extrusion die uses a forged high-temperature nickel-based alloy, which contains 0.05% C, 15% Cr, 6% Mo, 5% W, 2% Ti , 5.5% Al and the balance Ni, the alloy is melted by vacuum smelting and electroslag remelting, and further homogenized before hot forging and heat treatment forming;
(1.2) Before extrusion, the extrusion die is first preheated to 500-600°C, and the copper alloy ingot is rapidly preheated to 700-750°C, then put into the die cavity and continuously extruded to form a blank. Obtaining the material, in which the rotation speed of the extrusion wheel is controlled to 3-8 rpm, the extrusion ratio is 3-8, and the extrusion distance is 0.6-2 mm to ensure a sufficiently high deformation temperature. softening the copper alloy ingot, reducing the deformation resistance and increasing the plastic flowability of the metal, as well as preventing solid solution precipitation in the
(1.3) The blank material obtained in step (1.2) is subjected to high-intensity cooling water spray at the exit of the extrusion die, the spray device uses spray nozzles, and the nozzle spacing is 10-20 mm. Furthermore, the number of nozzles is provided according to the dimensions of the blank material, the distance between the nozzle and the surface of the blank material is 10 to 50 mm, the water pressure is 0.5 to 0.8 Mpa, and the blank material is heated from high temperature to room temperature. preventing precipitation decomposition of the supersaturated solid solution by quenching;
have

本発明において、上述の銅合金インゴットは、好ましくは、インゴット内の合金元素がいずれも過飽和固溶態の銅合金インゴットであり、特に好ましくは、水平連続押出により直接得られたインゴット内の合金元素がいずれも過飽和固溶態の銅合金インゴットである。このようにすれば、従来のプロセスにおけるエネルギ-消耗が最も大きい高温固溶化のプロセスを省略できるだけでなく、水平連続押出により得られたインゴットに対して直接その後の連続押出を行える可能性を備えさせ、プロセスを短縮させ、効果的に結晶粒子を微細化でき、合金の高強度を確保できる。 In the present invention, the above copper alloy ingot is preferably a copper alloy ingot in which all the alloying elements in the ingot are in a supersaturated solid solution state, and particularly preferably the alloying elements in the ingot obtained directly by horizontal continuous extrusion. are all supersaturated solid solution copper alloy ingots. In this way, not only is it possible to omit the process of high-temperature solutionization, which is the most energy-consuming in the conventional process, but it also provides the possibility of performing subsequent continuous extrusion directly on the ingots obtained by horizontal continuous extrusion. , the process can be shortened, the crystal grains can be effectively refined, and the high strength of the alloy can be ensured.

水平連続押出によるインゴット内の合金元素が過飽和固溶態であることを実現するため、本発明では水平連続鋳造過程における冷却強度を大きくし、インゴットが非常に高い冷却凝固速度を有するようにさせている。具体的には以下の三つの技術的手段により水平連続鋳造の高い冷却強度を確保している。
(1)マルチチャネル水冷晶析装置を使用する。該晶析装置ではビレットの引き出される方向に沿って3組の独立した冷却ユニットを設け、マルチチャネルの給水とマルチチャネルの排水を実現している。さらに、逆冷却モ-ド、すなわち、コ-ルドエンドから給水し、ホットエンドから排水し、特定の技術パラメ-タを設けることによって適切な急冷効果が保証される。
(2)急冷すると金属溶融物の粘度が上昇し、ビレットの破損や穴などの鋳造欠陥が生じる可能性があることを考慮して、電磁撹拌装置を設けて電磁撹拌を行うことにより、粘度を下げて水平連続鋳造の継続的な進行を確保する。
(3)晶析装置の出口において、ビレットに対して、強力な冷却を行い、固溶体状態の部分的な析出を回避する。
In order to realize the supersaturated solid solution of the alloying elements in the ingot by horizontal continuous extrusion, the present invention increases the cooling intensity in the horizontal continuous casting process so that the ingot has a very high cooling solidification rate. there is Specifically, the following three technical means ensure high cooling strength in horizontal continuous casting.
(1) Use a multi-channel water-cooled crystallizer. The crystallizer is provided with three sets of independent cooling units along the direction in which the billet is drawn out, realizing multi-channel water supply and multi-channel drainage. In addition, the reverse cooling mode, ie water supply from the cold end and drainage from the hot end, is provided with specific technical parameters to ensure a proper quenching effect.
(2) Rapid cooling increases the viscosity of the molten metal, which may cause casting defects such as billet breakage and holes. Lower to ensure continuous progress of horizontal continuous casting.
(3) Intensive cooling is applied to the billet at the exit of the crystallizer to avoid partial precipitation of solid solution.

具体的には、水平連続鋳造を優先的に次のように実施する。保温炉側面の下方に、少なくとも一つのマルチチャネル水冷晶析装置を設置し、該マルチチャネル水冷晶析装置は、ビレットの引き出される方向に沿って3組の独立した冷却ユニットを順次に設け、マルチチャネルの給水とマルチチャネルの排水を実現している。さらに、逆冷却モ-ド(すなわち、コ-ルドエンドから給水し、ホットエンドから排水する)を採用し、第1組の冷却ユニットは、保温炉に最も近い。続いて、各組の冷却ユニットの給水口の温度を20℃未満にし、3組の冷却ユニットの温度勾配を次のような方法で制御する。すなわち、第3組の冷却ユニットの水流量V3およびビレットの断面積Sを、0.5L/(min・mm)<V3/S<2L/(min・mm)の要件に満たせるようにし、第2組の冷却ユニットの水流量V2と第1組の冷却ユニットの水流量V1とは、V1:V2:V3=1.5:1.2:1となるように決定する。続いて、該マルチチャネル水冷晶析装置の第1組および第2組の冷却ユニットの水冷ジャケットの外壁に電磁誘導コイルを設置することで電磁撹拌を実現し、電磁撹拌モ-ドは回転撹拌で、電流の周波数を2~500Hzに設定する。続いて、ビレットの断面積Sを2000~50mmに制御し、その引き出し速度vとビレット断面積を0.5mm・min≦S/v≦20mm・minの条件に満たせるようにする。続いて、マルチチャネル水冷晶析装置の出口から1000mm範囲内にウォーターカーテンスプレー冷却装置を設置することによりビレットを冷却する。スプレー装置は、噴霧ノズルを使用し、ノズルの間隔を10~20mmにし、さらにブランク材料の寸法に応じてノズルの数が設け、ノズルとブランク材料の表面との間隔を10~50mm、水圧を0.5~0.8 Mpaにすることで、得られる合金元素がいずれも過飽和固溶態の
銅合金ビレットである。
Specifically, horizontal continuous casting is preferentially performed as follows. At least one multi-channel water-cooling crystallizer is installed below the side of the heat-retaining furnace, and the multi-channel water-cooling crystallizer is provided with three sets of independent cooling units in sequence along the direction in which the billet is pulled out. It realizes channel water supply and multi-channel drainage. In addition, a reverse cooling mode (ie, water supply from the cold end, drain from the hot end) is employed, with the first set of cooling units closest to the holding furnace. Subsequently, the water inlet temperature of each set of cooling units is set to less than 20° C., and the temperature gradients of the three sets of cooling units are controlled in the following manner. That is, the water flow rate V3 and the cross-sectional area S of the billet of the third set of cooling units satisfy the requirements of 0.5L/(min·mm 2 )<V3/S<2L/(min·mm 2 ), The water flow rate V2 of the second set of cooling units and the water flow rate V1 of the first set of cooling units are determined so that V1:V2:V3=1.5:1.2:1. Subsequently, electromagnetic induction coils are installed on the outer walls of the water cooling jackets of the cooling units of the first and second sets of the multichannel water-cooled crystallizer to realize electromagnetic stirring, and the electromagnetic stirring mode is rotational stirring. , the frequency of the current is set between 2 and 500 Hz. Subsequently, the cross-sectional area S of the billet is controlled to 2000 to 50 mm 2 so that the drawing speed v and the cross-sectional area of the billet satisfy the condition of 0.5 mm·min≦S/v≦20 mm·min. Subsequently, the billet is cooled by installing a water curtain spray cooler within 1000 mm from the exit of the multi-channel water-cooled crystallizer. The spray device uses spray nozzles, the nozzle spacing is 10 to 20 mm, the number of nozzles is provided according to the dimensions of the blank material, the spacing between the nozzle and the surface of the blank material is 10 to 50 mm, and the water pressure is 0. By setting the pressure to 0.5 to 0.8 MPa, all of the alloying elements obtained are supersaturated solid solution copper alloy billets.

高効率の生産を実現するために、1セットの水平連続鋳造システムに2~4個など複数の晶析装置を搭載して、2~4個のビレットの連続引き出し(抽出)を実現できる。この場合、晶析装置のレイアウトモ-ドは200~400mmの間隔で一列に並び、各セットの晶析装置には、いずれも独立した水冷装置および電磁装置が配置される。 In order to achieve high efficiency production, one set of horizontal continuous casting system can be equipped with multiple crystallizers, such as 2-4, to achieve continuous withdrawal (extraction) of 2-4 billets. In this case, the layout mode of the crystallizers is arranged in a row at intervals of 200-400 mm, and each set of crystallizers is provided with an independent water cooling device and an electromagnetic device.

第三の態様によれば、本発明に係る銅合金の連続押圧方法は、銅合金の製造に使用される。 According to a third aspect, the method for continuous pressing of copper alloys according to the invention is used for the production of copper alloys.

好ましくは、上述の使用は、
(a)水平連続鋳造によって銅合金の鋳造されたままのビレットを得て、鋳造されたままのビレット内の合金元素は過飽和固溶体状態にある。
(b)ステップ(a)で得られた鋳造されたままのビレットを剥がして直接連続押出し、その後、冷間加工および時効アニ-リングにより銅合金を得る。
Preferably, the above uses are
(a) An as-cast billet of copper alloy is obtained by horizontal continuous casting, and the alloying elements in the as-cast billet are in a supersaturated solid solution state.
(b) stripping the as-cast billet obtained in step (a) for direct continuous extrusion, followed by cold working and aging annealing to obtain a copper alloy;

本発明に係る連続押出により得られるビレットに対して、冷間加工および時効アニ-リングを行えば、高強度高伝導率の銅合金を得られる。すなわち、連続押出により鋳造されたままの構造を完全に破壊し、かつ結晶粒子を微細化し、冷間加工により生じた多数の転位を重ね合わせることで合金に高い結晶欠陥を持たせ、合金が高強度特性を備えるように確保する。その後、時効アニ-リングを行い、転位コアを原子拡散の高速チャネルとして転位コアを使用して、合金元素が第二相のナノ粒子として分散析出させ、銅マトリックスを精製することで合金の高導電率を回復させるとともに、転位線を固定して分散硬化効果を生み出し、同時に冷間加工変形エネルギ-を解放し、応力亀裂を回避する。最も重要なことは、上述の水平連続鋳造および連続押出プロセスの設計により、本発明は、鋳造段階から銅合金の過飽和固溶態を維持され、時効熱処理になってはじめて制御により析出できる。固溶態の均一な性質により、中間加工段階で材料の均一な変形を保証でき、製品の収率を向上できる。同時に、固溶態に蓄積された析出力は、時効熱処理段階の均一な温度場でまとめて放出されるため、強い析出力を有するだけでなく、析出が制御可能で、均一な析出構造をもたらし、性能の一貫性を確保する。 A copper alloy with high strength and high conductivity can be obtained by subjecting the billet obtained by continuous extrusion according to the present invention to cold working and aging annealing. In other words, continuous extrusion completely destroys the as-cast structure, refines the crystal grains, and superimposes a large number of dislocations generated by cold working to give the alloy a high degree of crystal defects and a high degree of Ensure that it has strength characteristics. After that, aging annealing is performed, using the dislocation cores as fast channels for atomic diffusion, the alloy elements are dispersed and precipitated as second-phase nanoparticles, and the copper matrix is refined to make the alloy highly conductive. It restores modulus and anchors dislocation lines to create a dispersion hardening effect, while releasing cold work deformation energy and avoiding stress cracking. Most importantly, by designing the horizontal continuous casting and continuous extrusion processes described above, the present invention maintains a supersaturated solid solution state of the copper alloy from the casting stage, allowing controlled precipitation only after aging heat treatment. The uniform nature of the solid solution ensures uniform deformation of the material during the intermediate processing steps and improves product yield. At the same time, the precipitation force accumulated in the solid solution is released collectively in a uniform temperature field during the aging heat treatment stage, so it not only has a strong precipitation force, but also the precipitation is controllable, resulting in a uniform precipitation structure. , to ensure performance consistency.

本発明において、冷間加工は、冷間圧延、冷間引抜きなどを採用できる。冷間加工の変形量を保障するため、さらに好ましくは、冷間加工のパス変形量は5%~10%であり、累積変形量は50%~90%である。このようにすることで、ブランク材料の内部において、明らかな塑性変形を生じさせ、大量の転位の絡み合いを形成する。 In the present invention, cold rolling, cold drawing, or the like can be employed as cold working. More preferably, the pass deformation amount of cold working is 5% to 10%, and the cumulative deformation amount is 50% to 90%, in order to ensure the deformation amount of cold working. By doing so, in the interior of the blank material, a clear plastic deformation occurs and a large amount of dislocation entanglement is formed.

完全なアニ-リングを確保するため、本発明では、300~600℃のアニ-リング温度および0.5~100時間の保温時間を必要とする。本発明では、特に好ましくは、以下の原則に従って、アニ-リング温度および保温時間を選択する。すなわち、冷間加工後のブランク材料サンプルを、それぞれ300、350、400、450、500、550、600℃で0.1、0.5、1、2、4、8、16、24、48、99.6時間保温する。続いて、サンプルのビッカース硬さ(単位HV)および導電率(単位%IACS)を測定し、硬度値と導電率値との積を計算し、積が最も大きいサンプルに使用される試験温度を製品のアニ-リング温度とし、積が最も大きいサンプルに使用される試験時間にさらに0.4hを加えた時間を製品のアニ-リング保温時間とする。 To ensure complete annealing, the present invention requires an annealing temperature of 300-600° C. and a holding time of 0.5-100 hours. In the present invention, it is particularly preferable to select the annealing temperature and incubation time according to the following principles. That is, blank material samples after cold working were subjected to 0.1, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 24, 48, Incubate for 99.6 hours. Subsequently, the Vickers hardness (unit: HV) and electrical conductivity (unit: %IACS) of the samples are measured, the product of the hardness value and the electrical conductivity value is calculated, and the test temperature used for the sample with the highest product is and 0.4 h is added to the test time used for the sample with the largest product as the annealing heat retention time of the product.

本発明に係る銅合金の製造方法は、主に水平連続鋳造、連続押出、冷間加工、時効アニ-リングとの4つのコアステップを含み、設計された製品に応じて、原料調合、剥離、サンプリング検査、巻き取り、巻き戻し、カッティング、パッケ-ジングなどその他の補助ステップを柔軟に選択できる。典型的な製造プロセスは、次のとおりである。設計された製品の材質に応じて原料を調合し、水平連続鋳造炉により溶融し、保温し、水平連続鋳造でビレットを得る。続いて、ビレットについて剥離処理を行う。続いて、連続押出装置において、プリセット形状のブランク材料を押出した後、プリセットサイズに冷間加工し、その後、時効アニ-リングを行い、最後にカッティングおよびパッケ-ジングして出荷する。 The copper alloy manufacturing method according to the present invention mainly includes four core steps of horizontal continuous casting, continuous extrusion, cold working, and aging annealing. Other auxiliary steps such as sampling inspection, winding, unwinding, cutting and packaging can be flexibly selected. A typical manufacturing process is as follows. Raw materials are mixed according to the material of the designed product, melted in a horizontal continuous casting furnace, kept warm, and billets are obtained by horizontal continuous casting. Subsequently, the billet is subjected to a peeling treatment. Subsequently, in a continuous extruder, the blank material of preset shape is extruded and then cold worked to preset size, followed by aging annealing and finally cutting and packaging for shipment.

本発明において、上述の使用は、以下のステップに従って実行されることが特に好ましい。
(1)原料の調合と溶融:銅合金の組成に応じて原料を調合し、溶融炉に入れて十分に溶融させ、酸素含有量と合金元素含有量のサンプリング検査と分析を行い、分析結果に基づいて原料の補給し、完全に脱酸した後、溶融炉内部のガイド溝を介して保温炉に溶融物を入れる。
In the present invention, the use described above is particularly preferably carried out according to the following steps.
(1) Preparation and melting of raw materials: The raw materials are prepared according to the composition of the copper alloy, put into the melting furnace and fully melted, and the oxygen content and alloy element content are sampled and analyzed. After the raw materials are replenished according to the above conditions and completely deoxidized, the molten material is put into the heat-retaining furnace through the guide groove inside the melting furnace.

(2)水平連続鋳造:保温炉側面の下方で水平連続鋳造を行い、少なくとも一つのマルチチャネル水冷晶析装置を保温炉側面の下方に設置する。該晶析装置は、ビレットの引き出される方向に沿って3組の独立した冷却ユニットを順次に設け、マルチチャネルの給水およびマルチチャネルの排水を実現している。さらに、逆冷却モ-ド、すなわち、コ-ルドエンドから給水し、ホットエンドから排水する方式を採用し、第1組の冷却ユニットは、保温炉に最も近い。続いて、各組の冷却ユニットの給水口の温度を20℃未満にし(夏に実際の水温が20℃を超える場合、予冷装置が必要である)、3組の冷却ユニットの温度勾配を次のような方法で制御する。すなわち、第3組の冷却ユニットの水流量V3およびビレットの断面積Sを、0.5L/(min・mm)<V3/S<2L/(min・mm)の要件に満たせるようにし、第2組の冷却ユニットの水流量V2と第1組の冷却ユニットの水流量V1とは、V1:V2:V3=1.5:1.2:1となるように決定する。これにより、3組の冷却ユニットの異なる強度の冷却能力を組み合わせて、妥当な温度勾配を形成することを実現する。続いて、晶析装置の第1組および第2組の冷却ユニットの水冷ジャケットの外壁に電磁誘導コイルを設置することで電磁撹拌を実現し、電磁撹拌モ-ドは回転撹拌で、電流の周波数は2~500Hzに設定する。続いて、ビレットの断面積Sを2000~50mmに設定し、その引き出し(抽出)速度vとビレット断面積を0.5mm・min≦S/v≦20mm・minの条件に満たせるようにする。続いて、晶析装置の出口から1000mm範囲内にウォーターカーテンスプレー冷却装置を設置することによりビレットを冷却する。スプレー装置は、従来の小穴スプレーの代わりに噴霧ノズルを使用し、ノズル間隔は10~20mmにし、さらにブランク材料の寸法に応じてノズルの数を設け、ノズルとブランク材料の表面との間隔を10~50mm、水圧を0.5~0.8MPaにする。 (2) Horizontal continuous casting: Horizontal continuous casting is carried out below the side of the heat-retaining furnace, and at least one multi-channel water-cooling crystallizer is installed below the side of the heat-retaining furnace. The crystallizer is provided with three sets of independent cooling units in sequence along the billet withdrawal direction to realize multi-channel water supply and multi-channel drainage. In addition, the reverse cooling mode is adopted, that is, water is supplied from the cold end and water is discharged from the hot end, and the first set of cooling units is closest to the temperature-retaining furnace. Subsequently, the water inlet temperature of each set of cooling units is set to less than 20°C (a pre-cooling device is required when the actual water temperature exceeds 20°C in summer), and the temperature gradient of the three sets of cooling units is set to: control in such a way. That is, the water flow rate V3 and the cross-sectional area S of the billet of the third set of cooling units satisfy the requirements of 0.5L/(min·mm 2 )<V3/S<2L/(min·mm 2 ), The water flow rate V2 of the second set of cooling units and the water flow rate V1 of the first set of cooling units are determined so that V1:V2:V3=1.5:1.2:1. This realizes combining the cooling capacities of different intensities of the three sets of cooling units to form a reasonable temperature gradient. Subsequently, electromagnetic induction coils are installed on the outer walls of the water cooling jackets of the cooling units of the first and second sets of the crystallizer to realize electromagnetic stirring. is set between 2 and 500 Hz. Subsequently, the cross-sectional area S of the billet is set to 2000 to 50 mm 2 , and the withdrawal (extraction) speed v and the cross-sectional area of the billet satisfy the condition of 0.5 mm·min≦S/v≦20 mm·min. Subsequently, the billet is cooled by installing a water curtain spray cooling device within 1000 mm from the exit of the crystallizer. The spray device uses spray nozzles instead of conventional small hole sprays, the nozzle interval is 10 to 20 mm, the number of nozzles is provided according to the dimensions of the blank material, and the distance between the nozzle and the surface of the blank material is 10. ~50 mm, water pressure 0.5 ~ 0.8 MPa.

(3)連続押出:水平連続鋳造で得られたスラブに対して剥離処理を行った後、直接連続押出を行う。まず押出金型を500~600℃まで予熱し、剥離処理されたスラブをオンライン誘導装置で700~750℃まで迅速に予熱してから押出金型のダイキャビティに入れて連続押出する。押出ホイ-ルの回転速度を3~8rpm、押出比を3~8、押出間隔を0.6~2mmにそれぞれ制御する。続いて、押出金型の出口で高強度の冷却水スプレーを行い、ブランク材料を高温から室温まで急冷させる。スプレー装置は噴霧ノズルを使用し、ノズルの間隔は10~20mmであり、さらにブランク材料の寸法に応じてノズルの数を設ける。ノズルとブランク材料の表面との間隔は10~50mm、水圧は0.5~0.8MPaである。押出金型の材質は、0.05%のC、15%のCr、6%のMo、5%のw、2%のTi、5.5%のAlを含み、残りがNiである鍛造高温ニッケル基合金である。該合金は、真空製錬法およびエレクトロスラグ再溶解方法によって溶融されてから、さらに均質化処理された後、熱間鍛造および熱処理によって成形される。 (3) Continuous extrusion: A slab obtained by horizontal continuous casting is stripped and then directly continuously extruded. First, the extrusion die is preheated to 500-600° C., and the exfoliated slab is rapidly preheated to 700-750° C. by an on-line induction device, then put into the die cavity of the extrusion die and continuously extruded. The rotation speed of the extrusion wheel is controlled at 3-8 rpm, the extrusion ratio at 3-8, and the extrusion interval at 0.6-2 mm. A high intensity cooling water spray is then applied at the exit of the extrusion die to rapidly cool the blank material from high temperature to room temperature. The spraying device uses atomizing nozzles, the distance between the nozzles is 10-20 mm, and the number of nozzles is provided according to the dimensions of the blank material. The distance between the nozzle and the surface of the blank material is 10-50 mm, and the water pressure is 0.5-0.8 MPa. The material of the extrusion die is high temperature forging containing 0.05% C, 15% Cr, 6% Mo, 5% w, 2% Ti, 5.5% Al and the rest Ni. Nickel-based alloy. The alloy is melted by vacuum smelting and electroslag remelting methods, further homogenized, and shaped by hot forging and heat treatment.

(4)冷間加工:製品に対する要求に基づいて、連続押出後のビレットについて冷間加工を行う。冷間加工のパス変形量は5%~10%であり、累積変形量は50%~99%である。 (4) Cold working: Cold working is performed on the billet after continuous extrusion based on the requirements for the product. The pass deformation amount of cold working is 5% to 10%, and the cumulative deformation amount is 50% to 99%.

(5)時効熱処理:冷間加工したビレットをコイル状に巻いてベル型加熱炉に入れ、時効熱処理を行う。まず、ビレットをライニングに置き、加熱炉本体が予め設定した温度に達した後、ライニングを持ち上げて覆い、ビレットが急速に昇温できるようにする。予め設定された保温時間に達した後、クレ-ンで炉本体を持ち上げて移動させ、ビレットを急速に冷却する。熱処理中は、酸化を防ぐために還元性雰囲気が使用される。製品の時効温度および時間は、次の原則によって決定される。複数組の冷間処理されたビレットサンプルを取り、それぞれ300、350、400、450、500、550、600℃で0.1、0.5、1、2、4、8、16、24、48、99.6hアニ-リングする。続いて、サンプルのビッカース硬さ(単位HV)および導電率(単位%IACS)を測定し、硬度値と導電率値との積を計算し、積が最も大きいサンプルに使用される試験温度を製品のアニ-リング温度とし、積が最も大きいサンプルに使用される試験時間にさらに0.4hを加えた時間を製品のアニ-リングおよび保温時間とする。 (5) Aging heat treatment: A cold-worked billet is coiled and placed in a bell-shaped heating furnace for aging heat treatment. First, the billet is placed on the lining, and after the heating furnace body reaches a preset temperature, the lining is lifted and covered so that the billet can heat up quickly. After reaching the preset heat retention time, the furnace body is lifted and moved by a crane to rapidly cool the billet. During heat treatment, a reducing atmosphere is used to prevent oxidation. The product aging temperature and time are determined by the following principles. Multiple sets of cold-treated billet samples were taken at 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600°C and , 99.6 h. Subsequently, the Vickers hardness (unit: HV) and electrical conductivity (unit: %IACS) of the samples are measured, the product of the hardness value and the electrical conductivity value is calculated, and the test temperature used for the sample with the highest product is and the product annealing and incubation time is the test time used for the sample with the highest product plus an additional 0.4 h.

(6)検査し、パッケ-ジングして出荷する。 (6) Inspect, package and ship.

本発明の銅合金は、主に高強度高伝動率の銅合金を対象としており、特に、背景技術に記載されたCu-Xの二元合金、Cu-X-Yの三元合金および多元系合金など高強度および高伝導率の銅合金の析出強化に適している。 The copper alloy of the present invention is mainly intended for high-strength and high-transmission copper alloys, especially Cu--X binary alloys, Cu--X--Y ternary alloys and multi-component alloys described in the background art. Suitable for precipitation strengthening of high strength and high conductivity copper alloys such as alloys.

本発明によれば、以下のような技術的効果を奏する。
(1)本発明によって提供される連続押出金型材料は、非常に良好な高温力学的特性を有し、金型の寿命を大幅に延長できる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exist the following technical effects.
(1) The continuous extrusion mold material provided by the present invention has very good high temperature mechanical properties, which can greatly extend the life of the mold.

(2)本発明の連続押出方法は、過飽和固溶体の早期析出および分解を回避し、鋳造されたままの構造を激しく塑性変更させることにより、構造の均一性および強度を向上でき、銅合金の高強度高伝導性を確保する。 (2) The continuous extrusion method of the present invention avoids premature precipitation and decomposition of a supersaturated solid solution and drastically plastically modifies the as-cast structure, thereby improving the uniformity and strength of the structure and increasing the quality of the copper alloy. Ensure strength and high conductivity.

(3)本発明の水平連続鋳造は、ビレット中の合金要素を過飽和固溶体状態にするため、従来の3段階の銅加工プロセスを革新し、エネルギ-消耗の大きい高温固溶化ステップを省略でき、プロセスフロ-を大幅に短縮し、鋳造、押出、冷間加工の連続プロセスを実現し、生産速度を大幅に向上し、生産能力を増やした。さらに、効果的に結晶粒を微細化し、微細構造の均一性を改善し、合金の高強度を確保できる。 (3) The horizontal continuous casting of the present invention makes the alloy elements in the billet into a supersaturated solid solution state, which innovates the conventional three-step copper processing process, and can omit the high-temperature solution treatment step, which consumes a lot of energy. The flow has been greatly shortened, and the continuous process of casting, extrusion and cold working has been realized, greatly improving the production speed and increasing the production capacity. In addition, it can effectively refine the grains, improve the uniformity of the microstructure, and ensure high strength of the alloy.

(4)本発明の連続押出は、銅合金の過飽和固溶態を維持でき、連続押出による激しい変形および冷間加工の大きな変形を利用することで、固溶態銅マトリックスで高密度転位の絡み合いが発生させ、合金が高い強度特性を確保している。その後、原子拡散の高速チャネルとして転位コアを使用して後続の時効熱処理において合金元素の十分な分散析出を促進し、銅マトリックスを精製し、銅合金の高導電性を確保する。 (4) The continuous extrusion of the present invention can maintain the supersaturated solid solution state of the copper alloy, and by utilizing the severe deformation caused by continuous extrusion and the large deformation caused by cold working, the entanglement of high-density dislocations in the solid solution copper matrix generated, ensuring the alloy high strength properties. Then, the dislocation cores are used as fast channels for atomic diffusion to promote the well-dispersed precipitation of alloying elements in the subsequent aging heat treatment to refine the copper matrix and ensure the high electrical conductivity of the copper alloy.

(5)本発明の核となるアイデアは、鋳造段階から銅合金の過飽和固溶態を維持し、時効熱処理になってはじめて制御により析出することである。固溶態の均一な性質により、中間加工段階で材料の均一な変形を保証でき、製品の収率を向上できる。同時に、固溶態に蓄積された析出力は、時効熱処理段階の均一な温度場でまとめて放出されるため、強い析出力を有するだけでなく、析出が制御可能で、均一な析出構造をもたらし、性能の一貫性を確保する。 (5) The core idea of the present invention is to maintain the supersaturated solid solution state of the copper alloy from the casting stage and to control precipitation only after the aging heat treatment. The uniform nature of the solid solution ensures uniform deformation of the material during the intermediate processing steps and improves product yield. At the same time, the precipitation force accumulated in the solid solution is released collectively in a uniform temperature field during the aging heat treatment stage, so it not only has a strong precipitation force, but also the precipitation is controllable, resulting in a uniform precipitation structure. , to ensure performance consistency.

実施例1に係る銅合金製品のTEM写真であり、本発明に係る方法により得られたCu-0.5wt.%Ag合金製品の内部の大量の微細なAg析出相を示している。1 is a TEM photograph of a copper alloy product according to Example 1, showing Cu-0.5 wt. It shows a large amount of fine Ag precipitate phases inside the %Ag alloy product. 実施例1-1の水平連続鋳造によって得られたビレット断面の金属組織写真であり、本発明に係る方法によって得られたcu-0.5wt.%Ag合金の鋳造されたままの構造の等軸結晶粒構造が示されている。It is a metallographic photograph of a cross section of a billet obtained by horizontal continuous casting in Example 1-1, showing a cu-0.5 wt. The equiaxed grain structure of the as-cast structure of the %Ag alloy is shown. 実施例1-1のビレットのXRDおよび時効生成物のXRDのパタ-ンを示す図であり、鋳造ビレットとしての過飽和固溶体構造と時効状態のAg第2相の析出構造を示している。FIG. 2 is a view showing the XRD pattern of the billet of Example 1-1 and the XRD pattern of the aging product, showing the supersaturated solid solution structure as a cast billet and the precipitation structure of Ag second phase in the aged state. 実施例4に係る銅合金製品のTEM写真であり、本発明に係る方法により得られたCu-0.7wt.%cr-0.15wt.%Zr合金製品の内部の大量の微細なCrおよびZr析出相を示している。It is a TEM photograph of a copper alloy product according to Example 4, showing Cu-0.7 wt. %cr-0.15wt. It shows a large amount of fine Cr and Zr precipitate phases inside the %Zr alloy product. 実施例1-1の連続押出冷却後のビレットの金属組織写真であり、再結晶構造を示している。It is a metallographic photograph of the billet after continuous extrusion cooling of Example 1-1, showing a recrystallized structure. 実施例1-1の連続押出冷却後のビレットのTEM写真であり、ナノ析出物が押出状態で生成されないことを示し、過飽和固溶体の特性が依然として維持されていることを示している。1 is a TEM photograph of the billet after continuous extrusion cooling of Example 1-1, showing that no nanoprecipitates are formed in the extruded state, indicating that the properties of a supersaturated solid solution are still maintained. 実施例1-7の水平連続鋳造における複数のスラブ破壊の物理的写真であり、不合理な連続鋳造プロセスがビレットの破損につながることを示している。FIG. 2 is a physical photograph of multiple slab failures in the horizontal continuous casting of Examples 1-7, showing that an irrational continuous casting process leads to billet failure. 実施例8の水平連続鋳造ビレットのTEM写真であり、冷却不足によるAg相の早期析出を示している。1 is a TEM photograph of a horizontal continuous cast billet of Example 8, showing premature precipitation of Ag phase due to insufficient cooling. 実施例9における故障された押出金型の物理的写真であり、高温力学的特性の優れた金型鋼を使用しなければならないことを示している。Figure 10 is a physical photograph of the failed extrusion die in Example 9, showing that die steel with good high temperature mechanical properties should be used. 実施例1-9の連続押出冷却後のビレットのTEM写真であり、押出後の冷却が不十分なため、過飽和固溶体が事前に不均一な粗大Ag相を析出していることを示している。1 is a TEM photograph of the billet after continuous extrusion cooling of Examples 1-9, showing that the supersaturated solid solution precipitates a heterogeneous coarse Ag phase in advance due to insufficient cooling after extrusion. 実施例1-13の連続押出冷却後のビレットのTEM写真であり、構造中にAg析出物が現れていることが観察され、固溶体が部分的に溶解していることを示している。1 is a TEM photograph of billets after continuous extrusion cooling of Examples 1-13, showing the appearance of Ag precipitates in the structure, indicating partial dissolution of the solid solution. 実施例1-15の水平連続鋳造から引き出されたビレット実物を示す図である。FIG. 11 shows the actual billet drawn from the horizontal continuous casting of Examples 1-15. 実施例1-15の水平連続鋳造から引き出されたビレットの低倍率金属組織写真である。1 is a low magnification metallographic photograph of a billet drawn from the horizontal continuous casting of Examples 1-15. 実施例1-15の水平連続鋳造から引き出されたビレットの高倍率金属組織写真であり、粒子に明らかな析出相がないことを示している。1 is a high magnification metallographic photograph of a billet drawn from the horizontal continuous casting of Examples 1-15, showing no apparent precipitation phases in the particles. 実施例1-15の水平連続鋳造から引き出されたビレットのXRDパタ-ン図であり、銅の回折ピ-クのみで、第2相の回折ピ-クは見出されず、回折ピ-クと標準の銅回折ピ-クとを比較すればピ-ク値がシフトしており、クロムジルコニウムが銅格子に固溶していることを示している。FIG. 2 is an XRD pattern diagram of billets drawn from horizontal continuous casting of Examples 1-15, showing only diffraction peaks of copper, no diffraction peaks of the second phase were found, and diffraction peaks and standard When compared with the copper diffraction peak of , the peak value is shifted, indicating that chromium zirconium is dissolved in the copper lattice. 実施例1-15の連続押出後のビレットの金属組織の写真であり、等軸結晶構造を示している。1 is a photograph of the metallographic structure of the billets after continuous extrusion of Examples 1-15, showing an equiaxed crystal structure. 実施例1-15の連続押出冷却後のビレットのTEM写真であり、ナノ析出物が押出状態で生成されないことを示し、過飽和固溶体の特性が依然として維持されていることを示している。1 is a TEM photograph of the billet after continuous extrusion cooling of Examples 1-15, showing that no nanoprecipitates are formed in the extruded state, indicating that the properties of a supersaturated solid solution are still maintained. 実施例25の冷間圧延後のスラブのTEM構造写真であり、高密度転位の絡み合いを示している。10 is a TEM structure photograph of the slab after cold rolling of Example 25, showing high density dislocation entanglement. 実施例25の時効処理後のサンプルのTEM構造写真であり、高密度析出相を示している。FIG. 10 is a TEM structure photograph of the sample after aging treatment of Example 25, showing high density precipitate phases. 実施例25の時効処理後のサンプルの高分解能TEM構造写真であり、ナノ析出相の格子縞画像を示している。10 is a high-resolution TEM structural photograph of the post-aging sample of Example 25, showing a lattice fringe image of the nanoprecipitate phase. 実施例26の水平連続鋳造によって引き出されたビレットの金属組織写真である。10 is a metallographic photograph of a billet drawn by horizontal continuous casting in Example 26. FIG. 実施例33の水平連続鋳造によって引き出されたビレットの金属組織写真であり、矢印は、クロムの一次相を示し、クロムが一次デンドライトを形成したことを示している。Fig. 4 is a metallographic photograph of a billet drawn by horizontal continuous casting of Example 33, with arrows indicating the primary phase of chromium, indicating that chromium formed primary dendrites. 実施例34の水平連続鋳造の壊れたビレットの実物写真であり、引き出しの速度と冷却強度を合理的にマッチングする必要があり、そうしないと、銅クロムジルコニウムビレットの高効率で高品質の鋳造を実現できないことを示している。Fig. 4 is a physical photograph of the broken billet of horizontal continuous casting of Example 34, the drawing speed and cooling intensity must be reasonably matched, otherwise high efficiency and high quality casting of copper chromium zirconium billet can be achieved. indicates that it is not possible. 実施例1-23の連続押出後のサンプルのTEM構造写真であり、粗いクロム析出相を示している。1 is a TEM structural photograph of samples after continuous extrusion of Examples 1-23, showing a coarse chromium precipitate phase. 本発明の実施例1-15において連続押出に使用される押出金型の構造設計図であり、左右対称構造であり、AB線とAD線との間の夾角は105°で、CD線とDA線の夾角も105°で、BCの右側の半円の直径の長さはBC線分の長さであることを示している。Fig. 2 is a structural design drawing of the extrusion die used for continuous extrusion in Examples 1-15 of the present invention, which has a symmetrical structure, the included angle between the AB line and the AD line is 105°, and the CD line and the DA line; The included angle of the line is also 105°, indicating that the length of the diameter of the right semicircle of BC is the length of the BC line segment. 本発明の実施例1-1において連続押出に使用される押出金型の構造設計図であり、円形キャビティの直径dと金型の辺の長さaとの比はd/a<0.5であることを示している。It is a structural design drawing of the extrusion die used for continuous extrusion in Example 1-1 of the present invention, the ratio of the diameter d of the circular cavity and the side length a of the die is d / a < 0.5 It shows that

以下、図面を参照しながら、本発明に係る技術的解決手段についてさらに説明するが、本発明の保護範囲はこれらに限定されない。 Hereinafter, the technical solutions according to the present invention will be further described with reference to the drawings, but the scope of protection of the present invention is not limited thereto.

(実施例0)
<鍛造された高温ニッケル基合金の製造例>
真空製錬法およびエレクトロスラグ再溶解方法により合金インゴットを溶融し、組成は0.05wt.%C、15wt.%Cr、6wt.%Mo、5wt.%W、2wt.%Ti、5.5wt.%Alで、残りはNiである。合金インゴットを1250℃で1時間均質化処理した後、1000℃で等温鍛造を行い、変形率は80%だった。その後、合金を800℃で16時間保温し、水で急冷して焼き入れした後、350℃で1時間焼き戻しした。室温~800℃での該合金の引張特性を試験した。結果を表1に示す。
(Example 0)
<Production example of forged high-temperature nickel-based alloy>
An alloy ingot was melted by a vacuum smelting method and an electroslag remelting method, and the composition was 0.05 wt. % C, 15 wt. % Cr, 6 wt. % Mo, 5 wt. % W, 2 wt. % Ti, 5.5 wt. % Al and the balance is Ni. The alloy ingots were homogenized at 1250°C for 1 hour and then isothermally forged at 1000°C with a deformation rate of 80%. The alloy was then held at 800° C. for 16 hours, quenched with water, quenched, and then tempered at 350° C. for 1 hour. The tensile properties of the alloys were tested from room temperature to 800°C. Table 1 shows the results.

表1 合金の高温力学的性能

Figure 0007252655000001
Table 1 High temperature mechanical properties of alloys
Figure 0007252655000001

(実施例1-1)
<ステップ1:原料調合と溶融>
Cu-0.5wt.%Agの合金組成に応じて原料を調合し、溶融炉に入れて十分に溶融させ、酸素含有量と合金元素含有量のサンプリング検出と分析を行い、分析結果に基づいて原料を補給し、10ppm以内まで完全脱酸し、溶融炉内のガイド溝から保温炉に溶融物を導入する。
(Example 1-1)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
Cu-0.5wt. The raw materials are prepared according to the alloy composition of %Ag, put into the melting furnace and fully melted, the oxygen content and alloy element content are sampled, detected and analyzed. The molten material is completely deoxidized to within 10 minutes, and the molten material is introduced into the heat-retaining furnace through the guide groove in the melting furnace.

<ステップ2:水平連続鋳造>
水平連続鋳造は、保温炉側面の下方で実行される。400mm間隔の2つの晶析装置を水平に保温炉側面の下方に設置する。晶析装置は、ビレットの引き出される方向に沿って3組の独立した冷却ユニットを順次に設け、第1組の冷却ユニットは、保温炉に最も近い。逆冷却モ-ドを採用し、給水口の温度を20℃未満にする。第3組の冷却ユニットの水流量V3を2000L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2を2400L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1を3000L/minにする。晶析装置の第1組および第2組の冷却ユニットの水冷ジャケットの外壁に電磁誘導コイルを設置することで電磁撹拌を実現し、電磁撹拌モ-ドは回転撹拌で、電流の周波数は500Hzである。ビレットの断面積Sは2000mmで、引き出し(抽出)速度は100mm/minである。晶析装置の出口から1000mm範囲内にウォーターカーテンをスプレーし、噴霧ノズルを90個設置し、噴霧ノズルの間隔を10mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔を10mm、水圧を0.8MPaにしてビレットを得る。図2には、ビレットの微細な等軸結晶粒構造を示され、図3には、ビレットのXRDによって第2相(Ag)が検出されないため、得られたビレットの合金元素が過飽和固溶体状態にあることを示している。
<Step 2: Horizontal continuous casting>
Horizontal continuous casting is performed below the side of the holding furnace. Two crystallizers spaced 400 mm apart are installed horizontally below the side of the furnace. The crystallizer is provided with three sets of independent cooling units in sequence along the billet withdrawal direction, and the first set of cooling units is closest to the temperature-retaining furnace. A reverse cooling mode is adopted to keep the water inlet temperature below 20°C. The water flow rate V3 of the third set of cooling units is set at 2000 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is set at 2400 L/min, and the water flow rate V1 of the first set of cooling units is set at 3000 L/min. Electromagnetic stirring was realized by installing an electromagnetic induction coil on the outer wall of the water cooling jacket of the first and second cooling units of the crystallizer. The electromagnetic stirring mode was rotary stirring, and the current frequency was 500 Hz. be. The cross-sectional area S of the billet is 2000 mm 2 and the withdrawal (extraction) speed is 100 mm/min. A water curtain is sprayed within a range of 1000 mm from the exit of the crystallizer, 90 spray nozzles are installed, the distance between the spray nozzles is 10 mm, the distance between the nozzle and the surface of the blank material is 10 mm, and the water pressure is 0.8 MPa. get a billet. Fig. 2 shows the fine equiaxed grain structure of the billet, and Fig. 3 shows that the alloying elements of the resulting billet are in a supersaturated solid solution state because no second phase (Ag) is detected by XRD of the billet. indicates that there is

<ステップ3:連続押出>
押出金型を500℃まで予熱する。押出金型の材料は、実施例0で調製された鍛造された高温ニッケル基合金である。構造図については、図26を参照されたい。水平連続鋳造で得られたスラブは、剥離機により表面酸化欠陥層が除去され、オンライン誘導装置で700℃まで急速に予熱された後、ダイキャビティに押し出される。押出ホイ-ルの回転速度は3rpm、押出比は3、押出間隔は0.6mmに制御されている。押出金型の出口でブランク材料に高強度の冷却水を噴霧し、100個の噴霧ノズルを設置する。噴霧ノズル間の間隔は10mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は10mm、水圧は0.8MPaで、押し出されたブランク材料が得られる。図5と図6から、押出状態で再結晶構造が得られ、結晶粒内部に第2相がないことがわかり、過飽和固溶体の特性が維持されていることがわかる。
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 500°C. The material for the extrusion die is the forged high temperature nickel base alloy prepared in Example 0. See FIG. 26 for the structural diagram. The slab obtained by horizontal continuous casting is extruded into the die cavity after the surface oxidation defect layer is removed by the stripper, rapidly preheated to 700° C. by the on-line induction device. The rotation speed of the extrusion wheel is controlled at 3 rpm, the extrusion ratio is 3, and the extrusion interval is 0.6 mm. At the exit of the extrusion die, the blank material is sprayed with high-intensity cooling water, and 100 spray nozzles are installed. The distance between the spray nozzles is 10 mm, the distance between the nozzles and the surface of the blank material is 10 mm, the water pressure is 0.8 MPa, and an extruded blank material is obtained. From FIGS. 5 and 6, it can be seen that a recrystallized structure is obtained in the extruded state, there is no second phase inside the crystal grains, and the properties of a supersaturated solid solution are maintained.

(実施例1-2)
<ステップ2:水平連続鋳造>
4つの晶析装置を200mmの間隔で設置する。第3組の冷却ユニットの水流量V3は100L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2は120L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1は150L/min、電磁撹拌の周波数は2Hz、ビレットの断面積は50mm、引き出し速度は100mm/min、30個の噴霧ノズルの間隔は20mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は50mm、水圧は0.5MPaである。
(Example 1-2)
<Step 2: Horizontal continuous casting>
Four crystallizers are placed at intervals of 200 mm. The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 100 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 120 L/min, the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 150 L/min, and the frequency of electromagnetic stirring is 2 Hz, billet cross-sectional area of 50 mm 2 , withdrawal speed of 100 mm/min, spacing of 30 spray nozzles of 20 mm, spacing between nozzles and blank material surface of 50 mm, water pressure of 0.5 MPa.

<ステップ3:連続押出>
押出ホイ-ルの速度は8rpm、押出比は8、押出間隔は2mmである。25個の噴霧ノズルを設定し、噴霧ノズルの間隔は20mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は50mm、水圧は0.5MPaである。
<Step 3: Continuous Extrusion>
The extrusion wheel speed is 8 rpm, the extrusion ratio is 8, and the extrusion spacing is 2 mm. 25 spray nozzles are set, the spray nozzle spacing is 20 mm, the spacing between the nozzles and the surface of the blank material is 50 mm, and the water pressure is 0.5 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。
実施例1と同様に、ビレットのXRD図は、ビレットが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、ナノ析出物が押出状態で生成されないことを示しており、過飽和固溶体の特性が依然として維持されていることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.
Similar to Example 1, the XRD pattern of the billet shows that the billet has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that no nanoprecipitates are formed in the extruded state, indicating that the properties of a supersaturated solid solution are still maintained.

(実施例1-3)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成はCu-0.7wt.%cr-0.15wt.%Zrである。
(Example 1-3)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-0.7wt. %cr-0.15wt. % Zr.

<ステップ3:連続押出>
押出金型を600℃まで予熱し、ビレットを700℃まですばやく予熱する。
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 600°C and quickly preheat the billet to 700°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。
ここで、ビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体の構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押出状態でナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.
Here, the XRD pattern of the billet shows that it has the structure of a supersaturated solid solution. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows the absence of nanoprecipitates in the extruded state, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例1-4)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成はCu-0.7wt.%cr-0.15wt.%Zrである。
(Example 1-4)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-0.7wt. %cr-0.15wt. % Zr.

<ステップ2:水平連続鋳造>
300mm間隔で3つの晶析装置を使用する。第3組の冷却ユニットの水流量V3は200L/minであり、第2組の冷却ユニットの水流量V2は240L/minであり、第1組の冷却ユニットの水流量V1は300L/minである。電磁撹拌周波数は50Hz、ビレットの断面積は200mm、引き出し速度は50mm/minである。
<Step 2: Horizontal continuous casting>
Three crystallizers are used at 300 mm intervals. The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 200 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 240 L/min, and the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 300 L/min. . The electromagnetic stirring frequency is 50 Hz, the cross-sectional area of the billet is 200 mm 2 , and the drawing speed is 50 mm/min.

<ステップ3:連続押出>
押出ホイ-ルの速度は8rpm、押出比は8、押出間隔は2mmである。押出金型を600℃まで予熱し、ビレットをすばやく700℃まで予熱する。
<Step 3: Continuous Extrusion>
The extrusion wheel speed is 8 rpm, the extrusion ratio is 8, and the extrusion spacing is 2 mm. The extrusion die is preheated to 600°C and the billet is quickly preheated to 700°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。
ビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押出状態でナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.
The XRD pattern of the billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows the absence of nanoprecipitates in the extruded state, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例1-5)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成はCu-3wt.%Ni-1wt.%Siである。
(Example 1-5)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-3wt. % Ni-1 wt. % Si.

<ステップ3:連続押出>
押出金型を600℃に予熱し、ビレットを750℃にすばやく予熱する。
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 600°C and quickly preheat the billet to 750°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例1-6)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成はCu-2wt.%Fe-0.1wt.%Pである。
(Example 1-6)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-2wt. % Fe-0.1 wt. %P.

<ステップ3:連続押出>
押出金型を550℃に予熱し、ビレットを700℃にすばやく予熱する。
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 550°C and quickly preheat the billet to 700°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

実施例1-1から1-6の結果によれば、本発明の連続押出法は、一般的なCu-X二元合金(Cu-Agなど)およびCu-X-Y三元合金(Cu-Fe-P、Cu-Cr-Zr、Cu-Ni-Siなど)に良好な適用性を有する。 According to the results of Examples 1-1 to 1-6, the continuous extrusion method of the present invention is effective for general Cu—X binary alloys (such as Cu—Ag) and Cu—X—Y ternary alloys (Cu— Fe—P, Cu—Cr—Zr, Cu—Ni—Si, etc.).

(実施例1-7)
<ステップ3>
連続押出に使用される金型材料はCr12MoV金型鋼である。
(Example 1-7)
<Step 3>
The mold material used for continuous extrusion is Cr12MoV mold steel.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。
実施例1-1と1-7を比較すると、押出金型が通常の金型鋼を使用している場合、金型の寿命が非常に短く、金型を頻繁に交換する必要があり、生産計画などのリズムに深刻なダメ-ジを与え、生産能力が低下され、廃棄物の増加につながる。図9には、故障された通常の金型鋼プラグ部品を示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.
Comparing Examples 1-1 and 1-7, if the extrusion die uses normal die steel, the life of the die is very short, the die needs to be replaced frequently, and the production plan Such rhythms are severely damaged, resulting in reduced production capacity and increased waste. FIG. 9 shows a normal die steel plug component that has failed.

(実施例1-8)
<ステップ3>
連続押出ビレットの誘導予熱温度は500℃である。
その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。
(Example 1-8)
<Step 3>
The induction preheating temperature of the continuous extruded billet is 500°C.
Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.

(実施例1-9)
<ステップ3>
連続押出しの出口にスプレー水冷噴霧ノズルを30mm間隔で設定し、20個のノズルを設定し、ノズルとブランク材料の表面との間隔を80mm、水圧を0.2MPaにする。
(Example 1-9)
<Step 3>
At the outlet of continuous extrusion, spray water-cooled atomizing nozzles are set at intervals of 30 mm, 20 nozzles are set, the distance between the nozzles and the surface of the blank material is 80 mm, and the water pressure is 0.2 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。
実施例1-1、1-8、1-9を比較すると、連続押出プロセスにおいて、初期ビレットの予熱温度が低い場合や、押出出口でのビレットの冷却効果が不十分な場合、いずれも過飽和固溶体の早期析出分解をもたらし、粗大かつ不均一な析出相を生成する(図10)。
Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.
Comparing Examples 1-1, 1-8, and 1-9, in the continuous extrusion process, when the preheating temperature of the initial billet is low or when the cooling effect of the billet at the extrusion outlet is insufficient, a supersaturated solid solution leads to premature precipitation decomposition of , producing coarse and non-uniform precipitation phases (Fig. 10).

(実施例1-10)
<ステップ3>
連続押出金型を425℃に予熱する。
(Example 1-10)
<Step 3>
A continuous extrusion die is preheated to 425°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。
実施例1-1と1-10を比較すると、連続押出プロセスで金型の予熱温度が十分でない場合、押出の初期段階で製造された製品性能は120HV&95%IACSのレベルに達しないことがわかる。その理由は、押出初期のダイキャビティ温度が低く、過飽和固溶体が早期析出・分解されているためである。また、押出応力が大きすぎるため、金型の寿命が短くなる。
Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.
Comparing Examples 1-1 and 1-10, it can be seen that if the die preheat temperature is not sufficient in the continuous extrusion process, the product performance produced in the early stage of extrusion does not reach the level of 120HV & 95% IACS. The reason for this is that the die cavity temperature at the initial stage of extrusion is low and the supersaturated solid solution is prematurely precipitated and decomposed. Also, because the extrusion stress is too high, the life of the mold is shortened.

(実施例1-11)
<ステップ3>
連続押出の押出比は1である。
(Example 1-11)
<Step 3>
The extrusion ratio for continuous extrusion is 1.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。
実施例1-1と1-11を比較すると、連続押出プロセスで押出比が低すぎると、材料の変形量が不十分で、材料を効果的に強化できず、製品の強度が低いことがわかる。また、押出温度がやや低く、過飽和固溶体が部分的に早期析出・分解されており、導電性が若干損なわれている。
Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.
Comparing Examples 1-1 and 1-11, it can be seen that if the extrusion ratio is too low in the continuous extrusion process, the deformation of the material is insufficient, the material cannot be effectively strengthened, and the strength of the product is low. . In addition, the extrusion temperature was slightly low, and the supersaturated solid solution was partially precipitated and decomposed early, and the electrical conductivity was slightly impaired.

(実施例1-12)
<ステップ3>
連続押出の押出比は9である。
(Example 1-12)
<Step 3>
The extrusion ratio for continuous extrusion is 9.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。
実施例1-1と1-12を比較すると、連続押出プロセスで押出比が高すぎると、製品強度はさらに向上するものの、停止や金型の破壊事故が何度も発生し、深刻な事態が発生していることがわかる。装置の耐用年数と生産能力を厳重に損なう。
Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.
Comparing Examples 1-1 and 1-12, if the extrusion ratio is too high in the continuous extrusion process, the product strength will be further improved, but the accident of stopping and breaking the mold will occur many times, causing a serious situation. I know it's happening. Severely impairs equipment service life and production capacity.

(実施例1-13)
<ステップ3>
連続押出の出口は、噴霧スプレー水冷の代わりに水タンク浸漬によって冷却される。
(Example 1-13)
<Step 3>
The continuous extrusion outlet is cooled by water tank immersion instead of atomized spray water cooling.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。 Other steps and parameters are the same as in Example 1-1.

実施例1-1と例1-13の比較分析から、連続押出後に強冷法を採用しない場合、
例えば、実施例1-13で使用される従来の水タンクでの浸漬冷却は、固溶体の部分的な析出、低強度、および弱い析出力をもたらしやすい。図11に示されるように、実施例1-13のサンプルの連続押出冷却後のTRMから組織構造中にAg析出相が現れたことを観察でき、固溶体が既に部分的に析出されたことを示している。
From the comparative analysis of Examples 1-1 and 1-13, if the strong cooling method is not adopted after continuous extrusion,
For example, immersion cooling in the conventional water tank used in Examples 1-13 tends to result in partial precipitation of solid solution, low strength, and weak precipitation force. As shown in FIG. 11, from the TRM after continuous extrusion cooling of the samples of Examples 1-13, it can be observed that the Ag precipitation phase appeared in the microstructure, indicating that the solid solution has already partially precipitated. ing.

(実施例1-14)
<ステップ2:通常の水平連続鋳造後の高温固溶体>
保温炉の温度は1250℃に制御され、水冷ユニットが1つしかない従来の銅製内壁鋼スリ-ブ水冷式晶析装置が採用されている。冷却水の流量は従来のパラメ-タとして50L/min、牽引速度は10mm/sを選択すれば、鋳造によって銅合金棒が得られる。水平連続鋳造で製造された銅合金棒を固溶化処理する。固溶化処理の温度は900℃、加熱モ-ドはオンライン誘導加熱、処理時間は40minである。焼入れは従来の小穴溶射を採用し、90個のノズルを設定し、ノズル間隔を30mm、ノズルとブランク材料の表面との距離を60mm、水圧を0.3MPaとする。
(Example 1-14)
<Step 2: High temperature solid solution after normal horizontal continuous casting>
The temperature of the holding furnace is controlled at 1250° C., and a conventional copper inner wall steel sleeve water-cooled crystallizer with only one water-cooling unit is adopted. If the conventional parameters of cooling water flow rate of 50 L/min and traction speed of 10 mm/s are selected, a copper alloy rod is obtained by casting. A copper alloy rod manufactured by horizontal continuous casting is solution treated. The solution treatment temperature was 900° C., the heating mode was online induction heating, and the treatment time was 40 minutes. The quenching adopts the conventional small-hole thermal spraying, setting 90 nozzles, setting the nozzle interval to 30 mm, the distance between the nozzle and the surface of the blank material to 60 mm, and the water pressure to 0.3 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-1のものと同じである。最後に、連続押出しによって得られたビレットには過飽和固溶体特性が保持され、析出現象は生じていない。 Other steps and parameters are the same as in Example 1-1. Finally, the billets obtained by continuous extrusion retain supersaturated solid-solution properties and no precipitation phenomenon occurs.

(実施例1-15)
<ステップ1:原料調合と溶融>
Cu-0.5wt.%Cr-0.1wt.%Zrの合金組成に応じて原料を調合し、溶融炉に入れて十分に溶融させ、酸素含有量と合金元素含有量のサンプリング検出と分析を行い、分析結果に基づいて原料を補給し、10ppm以内まで完全脱酸し、溶融炉内のガイド溝から保温炉に溶融物を導入する。
(Example 1-15)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
Cu-0.5wt. % Cr-0.1 wt. The raw materials are prepared according to the alloy composition of %Zr, put into the melting furnace and fully melted, and the oxygen content and alloy element content are sampled, detected and analyzed. The molten material is completely deoxidized to within 10 minutes, and the molten material is introduced into the heat-retaining furnace through the guide groove in the melting furnace.

<ステップ2:水平連続鋳造>
水平連続鋳造は、保温炉側面の下方で実行される。保温炉側面の下方に200mm間隔の4つの晶析装置を水平に設置する。晶析装置は、ビレットの引き出される方向に沿って3組の独立した冷却ユニットを順次に設け、第1組の冷却ユニットは、保温炉に最も近い。逆冷却モ-ドを採用し、給水口の温度を20℃未満にする。第3組の冷却ユニットの水流量V3を50L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2を60L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1を75L/minにする。晶析装置の第1組および第2組の冷却ユニットの水冷ジャケットの外壁に電磁誘導コイルを設置することで電磁撹拌を実現し、電磁撹拌モ-ドは回転撹拌で、電流の周波数は2Hzである。ビレットの断面積Sは50mmで、引き出し(抽出)速度は100mm/minである。晶析装置の出口から1000mm範囲内にウォーターカーテンをスプレーし、噴霧ノズルを30個設置し、噴霧ノズルの間隔を20mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔を50mm、水圧を0.5MPaにする。
<Step 2: Horizontal continuous casting>
Horizontal continuous casting is performed below the side of the holding furnace. Four crystallizers are installed horizontally at intervals of 200 mm below the side of the heat-retaining furnace. The crystallizer is provided with three sets of independent cooling units in sequence along the billet withdrawal direction, and the first set of cooling units is closest to the temperature-retaining furnace. A reverse cooling mode is adopted to keep the water inlet temperature below 20°C. The water flow rate V3 of the third set of cooling units is set at 50 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is set at 60 L/min, and the water flow rate V1 of the first set of cooling units is set at 75 L/min. Electromagnetic stirring was realized by installing an electromagnetic induction coil on the outer wall of the water cooling jacket of the first and second cooling units of the crystallizer. The electromagnetic stirring mode was rotary stirring, and the current frequency was 2 Hz. be. The cross-sectional area S of the billet is 50 mm 2 and the withdrawal (extraction) speed is 100 mm/min. A water curtain is sprayed within a range of 1000 mm from the exit of the crystallizer, 30 spray nozzles are installed, the distance between the spray nozzles is 20 mm, the distance between the nozzle and the surface of the blank material is 50 mm, and the water pressure is 0.5 MPa. .

<ステップ3:連続押出>
押出金型を500℃まで予熱する。押出金型の材料は、実施例0で調整した鍛造された高温ニッケル基合金である。金型の構造図については、図25を参照されたい。水平連続鋳造で得られたスラブは、剥離機により表面酸化欠陥層が除去され、オンライン誘導装置で800℃まで急速に予熱された後、ダイキャビティに押し出される。押出ホイ-ルの回転速度は8rpm、押出比は8、押出間隔は2mmに制御されている。押出金型の出口でブランク材料に高強度の冷却水を噴霧し、20個の噴霧ノズルを設置する。噴霧ノズル間の間隔は20mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は50mm、水圧は0.5MPaである。
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 500°C. The extrusion die material is a forged high temperature nickel base alloy prepared in Example 0. See FIG. 25 for the structural drawing of the mold. The slab obtained by horizontal continuous casting is extruded into the die cavity after the surface oxidation defect layer is removed by the stripper, rapidly preheated to 800° C. by the on-line induction device. The rotation speed of the extrusion wheel is controlled at 8 rpm, the extrusion ratio is 8, and the extrusion interval is 2 mm. At the exit of the extrusion die, the blank material is sprayed with high-intensity cooling water, and 20 spray nozzles are installed. The distance between the spray nozzles is 20 mm, the distance between the nozzles and the surface of the blank material is 50 mm, and the water pressure is 0.5 MPa.

図12は、本実施例において水平連続鋳造によって得られたビレットロッドを示している。図13および図14の金属組織構造の写真は、結晶粒子内部に明らかな析出相がないことを示している。図15のXRD図では、銅の回折ピ-クのみがあり、第2相の回折ピ-クはない。回折ピ-クと標準の銅回折ピ-クとを比較すると、ピ-ク値がシフトしており、得られたビレットのクロムジルコニウム元素が銅格子に固溶していることを示している。図16は、連続押出後のサンプルの等軸結晶粒構造を示している。図17は、押出冷却後のビレットのTEM写真であり、押し出された状態でナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性が依然として維持されていることを示している。 FIG. 12 shows a billet rod obtained by horizontal continuous casting in this example. The photographs of the metallographic structure in FIGS. 13 and 14 show that there are no obvious precipitated phases inside the grains. In the XRD diagram of FIG. 15, there are only diffraction peaks for copper and no diffraction peaks for the second phase. A comparison of the diffraction peaks with the standard copper diffraction peaks shows that the peak values are shifted, indicating that the chromium-zirconium element in the resulting billet is in solid solution with the copper lattice. FIG. 16 shows the equiaxed grain structure of the samples after continuous extrusion. FIG. 17 is a TEM photograph of the billet after extrusion cooling, showing the absence of nanoprecipitates in the extruded state, indicating that the properties of a supersaturated solid solution are still maintained.

(実施例1-16)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成はCu-1wt.%Cr-0.15wt.%Zrである。
(Example 1-16)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-1 wt. % Cr-0.15 wt. % Zr.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-15のものと同じである。
実施例1-15と同様に、鋳造したままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示し、押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物が生成されず、過飽和固溶体の特性が維持されていることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Examples 1-15.
Similar to Examples 1-15, the XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid-solution structure, and the TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows no nanoprecipitates in the extruded billet. is not produced, indicating that the properties of a supersaturated solid solution are maintained.

(実施例1-17)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成は、Cu-0.5wt.%Cr-0.1wt.%Zr-0.05wt.%Siである。
(Example 1-17)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-0.5wt. % Cr-0.1 wt. % Zr-0.05 wt. % Si.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-15のものと同じである。
実施例1-15と同様に、鋳造したままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示し、押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物が生成されず、過飽和固溶体の特性が維持されていることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Examples 1-15.
Similar to Examples 1-15, the XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid-solution structure, and the TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows no nanoprecipitates in the extruded billet. is not produced, indicating that the properties of a supersaturated solid solution are maintained.

(実施例1-18)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成は、Cu-0.5wt.%Cr-0.1wt.%Zr-0.03wt.%Mgである。
(Example 1-18)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-0.5wt. % Cr-0.1 wt. % Zr-0.03 wt. % Mg.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-15のものと同じである。
実施例1-15と同様に、鋳造したままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示し、押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物が生成されず、過飽和固溶体の特性が維持されていることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Examples 1-15.
Similar to Examples 1-15, the XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid-solution structure, and the TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows no nanoprecipitates in the extruded billet. is not produced, indicating that the properties of a supersaturated solid solution are maintained.

実施例1-15から1-18の結果を比較および分析することにより、本発明の方法は、典型的な銅クロムジルコニウム三元合金および銅クロムジルコニウムに基づいてさらにマイクロアロイされた合金に良好な適用性を有することが分かる。 By comparing and analyzing the results of Examples 1-15 through 1-18, the method of the present invention works well for typical copper-chromium-zirconium ternary alloys and even microalloyed alloys based on copper-chromium-zirconium. It is found to have applicability.

(実施例1-19)
<ステップ2:水平連続鋳造>
2つの晶析装置を400mmの間隔で設置する。第3組の冷却ユニットの水流量V3は500L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2は600L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1は750L/min、電磁撹拌の周波数は500Hz、ビレットの断面積は1000mm、引き出し速度は100mm/min、90個の噴霧ノズルの間隔は10mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は10mm、水圧は0.8MPaである。
(Example 1-19)
<Step 2: Horizontal continuous casting>
Two crystallizers are placed at a distance of 400 mm. The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 500 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 600 L/min, the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 750 L/min, and the frequency of electromagnetic stirring is 500 Hz, billet cross-sectional area of 1000 mm 2 , drawing speed of 100 mm/min, spacing of 90 spray nozzles of 10 mm, spacing between nozzles and blank material surface of 10 mm, water pressure of 0.8 MPa.

<ステップ3:連続押出>
押出ホイ-ルの速度は3rpm、押出比は3、押出間隔は0.6mmである。50個の噴霧ノズルを設定し、噴霧ノズルの間隔は10mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は10mm、水圧は0.8MPaである。
<Step 3: Continuous Extrusion>
The extrusion wheel speed is 3 rpm, the extrusion ratio is 3, and the extrusion spacing is 0.6 mm. 50 spray nozzles are set, the distance between the spray nozzles is 10 mm, the distance between the nozzles and the surface of the blank material is 10 mm, and the water pressure is 0.8 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-15のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Examples 1-15.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例1-20)
<ステップ1:300mm間隔で3つの晶析装置を使用する>
第3組の冷却ユニットの水流量V3は100L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2は120L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1は150L/min、電磁撹拌の周波数は50Hz、ビレットの断面積は200mm、引き出し速度は50mm/minである。
(Example 1-20)
<Step 1: Use three crystallizers at intervals of 300 mm>
The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 100 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 120 L/min, the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 150 L/min, and the frequency of electromagnetic stirring is 50 Hz, the cross-sectional area of the billet is 200 mm 2 , and the drawing speed is 50 mm/min.

<ステップ3:連続押出>
押出ホイ-ルの速度は8rpm、押出比は8、押出間隔は2mmである。押出金型を600℃に予熱し、ビレットを700℃に素早く予熱する。
<Step 3: Continuous Extrusion>
The extrusion wheel speed is 8 rpm, the extrusion ratio is 8, and the extrusion spacing is 2 mm. Preheat the extrusion die to 600°C and quickly preheat the billet to 700°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-15のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Examples 1-15.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例1-21)
<ステップ3:連続押出>
押出金型を550℃に予熱し、ビレットを750℃に素早く予熱する。
(Example 1-21)
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 550°C and quickly preheat the billet to 750°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-15のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Examples 1-15.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例1-22)
<ステップ3>
連続押出ビレットの誘導予熱温度は600℃である。
その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-15のものと同じである。
(Example 1-22)
<Step 3>
The induction preheating temperature of the continuous extruded billet is 600°C.
Other steps and parameters are the same as in Examples 1-15.

(実施例1-23)
<ステップ3>
連続押出しの出口にスプレー水冷噴霧ノズルを30mm間隔で設定し、ノズルとブランク材料の表面との間隔を80mm、水圧を0.2MPaにする。
(Example 1-23)
<Step 3>
A spray water-cooled atomizing nozzle is set at an interval of 30 mm at the outlet of the continuous extrusion, the interval between the nozzle and the surface of the blank material is 80 mm, and the water pressure is 0.2 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-15のものと同じである。
実施例1-15、1-22、1-23を比較すると、連続押出プロセスにおいて、初期ビレットの予熱温度が低い場合や、押出出口でのビレットの冷却効果が不十分な場合、いずれも過飽和固溶体の早期析出分解をもたらし、粗大かつ不均一な析出相を生成する(図24)。
Other steps and parameters are the same as in Examples 1-15.
Comparing Examples 1-15, 1-22, and 1-23, in the continuous extrusion process, when the initial billet preheating temperature is low or when the billet cooling effect at the extrusion outlet is insufficient, all supersaturated solid solutions leads to premature precipitation decomposition of , producing coarse and non-uniform precipitation phases (Fig. 24).

(実施例1-24)
<ステップ3>
連続押出金型を450℃に予熱する。
(Example 1-24)
<Step 3>
A continuous extrusion die is preheated to 450°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-15のものと同じである。
実施例1-15と1-24を比較すると、連続押出プロセスでダイの予熱温度が十分でない場合、押出の初期段階で製造された製品性能は200HV&84%IACSのレベルに達しないことがわかる。その理由は、押出初期のダイキャビティ温度が低く、過飽和固溶体が早期析出・分解されているためである。また、押出応力が大きすぎるため、金型の寿命が短くなる。
Other steps and parameters are the same as in Examples 1-15.
Comparing Examples 1-15 and 1-24, it can be seen that in a continuous extrusion process, if the die preheat temperature is not sufficient, the product performance produced in the early stages of extrusion does not reach the level of 200HV & 84% IACS. The reason for this is that the die cavity temperature at the initial stage of extrusion is low and the supersaturated solid solution is prematurely precipitated and decomposed. Also, because the extrusion stress is too high, the life of the mold is shortened.

(実施例1-25)
<ステップ3>
連続押出の押出比は2である。
(Example 1-25)
<Step 3>
The extrusion ratio for continuous extrusion is two.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-15のものと同じである。
実施例1-15と1-25を比較すると、連続押出プロセスで押出比が低すぎると、材料の変形量が不十分で、材料を効果的に強化できず、製品の強度が低いことがわかる。また、押出温度がやや低く、過飽和固溶体があらかじめ溶解・分解されており、導電性が若干損なわれている。
Other steps and parameters are the same as in Examples 1-15.
Comparing Examples 1-15 and 1-25, it can be seen that if the extrusion ratio is too low in the continuous extrusion process, the deformation of the material is insufficient, the material cannot be strengthened effectively, and the strength of the product is low. . In addition, the extrusion temperature was slightly low, and the supersaturated solid solution was dissolved and decomposed in advance, and the electrical conductivity was slightly impaired.

(実施例1-26)
<ステップ3>
連続押出の押出比は10である。
(Example 1-26)
<Step 3>
The extrusion ratio for continuous extrusion is 10.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-15のものと同じである。
実施例1-15と1-26を比較すると、連続押出工程で押出比が高すぎると、製品強度はさらに向上するものの、停止や金型の破壊事故が何度も発生し、深刻な事態が発生していることがわかる。装置の耐用年数と生産能力を厳重に損なう。
Other steps and parameters are the same as in Examples 1-15.
Comparing Examples 1-15 and 1-26, if the extrusion ratio is too high in the continuous extrusion process, although the product strength is further improved, stoppages and mold destruction accidents occur many times, causing serious problems. I know it's happening. Severely impairs equipment service life and production capacity.

(実施例1-28)
<ステップ2:通常の水平連続鋳造後の高温固溶体>
保温炉の温度は1250℃に制御されており、晶析装置には冷却装置が1つしかない従来の銅内壁鋼スリ-ブ水冷晶析装置が採用されている。冷却水の流量は従来のパラメ-タはとして50L/minであり、牽引速度は10mm/sである。銅合金棒は鋳造によって得られる。水平連続鋳造で製造された銅合金棒を固溶化処理する。固溶化処理の温度は900℃、加熱モ-ドはオンライン誘導加熱、処理時間は40minである。焼入れは従来の小穴溶射を採用し、90個のノズルを設定し、ノズル間隔を30mm、ノズルとブランク材料の表面との距離を60mm、水圧を0.3MPaとする。
(Example 1-28)
<Step 2: High temperature solid solution after normal horizontal continuous casting>
The temperature of the holding furnace is controlled at 1250° C., and the crystallizer adopts a conventional copper inner wall steel sleeve water-cooling crystallizer with only one cooling device. The cooling water flow rate is 50 L/min as the conventional parameters, and the traction speed is 10 mm/s. Copper alloy bars are obtained by casting. A copper alloy rod manufactured by horizontal continuous casting is solution treated. The solution treatment temperature was 900° C., the heating mode was online induction heating, and the treatment time was 40 minutes. The quenching adopts the conventional small-hole thermal spraying, setting 90 nozzles, setting the nozzle interval to 30 mm, the distance between the nozzle and the surface of the blank material to 60 mm, and the water pressure to 0.3 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1-25のものと同じである。最後に、連続押出によって得られたビレットには過飽和固溶体特性が保持され、析出現象は生じていない。 Other steps and parameters are the same as in Examples 1-25. Finally, the billets obtained by continuous extrusion retain supersaturated solid-solution properties and no precipitation phenomenon occurs.

(実施例1)
<ステップ1:原料調合と溶融>
Cu-0.5wt.%Agの合金組成に応じて原料を調合し、溶融炉に入れて十分に溶融させ、酸素含有量と合金元素含有量のサンプリング検出と分析を行い、分析結果に基づいて原料を補給し、10ppm以内まで完全脱酸し、溶融炉内のガイド溝から保温炉に溶融物を導入する。
(Example 1)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
Cu-0.5wt. The raw materials are prepared according to the alloy composition of %Ag, put into the melting furnace and fully melted, the oxygen content and alloy element content are sampled, detected and analyzed. The molten material is completely deoxidized to within 10 minutes, and the molten material is introduced into the heat-retaining furnace through the guide groove in the melting furnace.

<ステップ2:水平連続鋳造>
水平連続鋳造は、保温炉側面の下方で実行される。保温炉側面の下方に400mm間隔の4つの晶析装置を水平に設置する。晶析装置は、ビレットの引き出される方向に沿って3組の独立した冷却ユニットを順次に設け、第1組の冷却ユニットは、保温炉に最も近い。逆冷却モ-ドを採用し、給水口の温度を20℃未満にする。第3組の冷却ユニットの水流量V3を2000L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2を2400L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1を3000L/minにする。晶析装置の第1組および第2組の冷却ユニットの水冷ジャケットの外壁に電磁誘導コイルを設置することで電磁撹拌を実現し、電磁撹拌モ-ドは回転撹拌で、電流の周波数は500Hzである。ビレットの断面積Sは2000mmで、引き出し(抽出)速度は100mm/minである。晶析装置の出口から1000mm範囲内にウォーターカーテンをスプレーし、噴霧ノズルを90個設置し、噴霧ノズルの間隔を10mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔を10mm、水圧を0.8MPaにする。
<Step 2: Horizontal continuous casting>
Horizontal continuous casting is performed below the side of the holding furnace. Four crystallizers are installed horizontally at intervals of 400 mm below the side of the heat-retaining furnace. The crystallizer is provided with three sets of independent cooling units in sequence along the billet withdrawal direction, and the first set of cooling units is closest to the temperature-retaining furnace. A reverse cooling mode is adopted to keep the water inlet temperature below 20°C. The water flow rate V3 of the third set of cooling units is set at 2000 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is set at 2400 L/min, and the water flow rate V1 of the first set of cooling units is set at 3000 L/min. Electromagnetic stirring was realized by installing an electromagnetic induction coil on the outer wall of the water cooling jacket of the first and second cooling units of the crystallizer. The electromagnetic stirring mode was rotary stirring, and the current frequency was 500 Hz. be. The cross-sectional area S of the billet is 2000 mm 2 and the withdrawal (extraction) speed is 100 mm/min. A water curtain is sprayed within a range of 1000 mm from the outlet of the crystallizer, 90 spray nozzles are installed, the distance between the spray nozzles is 10 mm, the distance between the nozzle and the surface of the blank material is 10 mm, and the water pressure is 0.8 MPa. .

<ステップ3:連続押出>
押出金型を500℃に予熱する。押出金型の材料は、実施例0で調製された鍛造された高温ニッケル基合金である。構造図については、図26を参照されたい。水平連続鋳造で得られたスラブは、剥離機により表面酸化欠陥層が除去され、オンライン誘導装置で700℃に急速に予熱された後、ダイキャビティに入り、押し出される。押出ホイ-ルの回転速度は3rpm、押出比は3、押出間隔は0.6mmに制御されている。押出金型の出口でブランク材料に高強度の冷却水を噴霧し、100個の噴霧ノズルを設置する。噴霧ノズルの間隔は10mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は10mm、水圧は0.8MPaである。
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 500°C. The material for the extrusion die is the forged high temperature nickel base alloy prepared in Example 0. See FIG. 26 for the structural diagram. The slabs obtained by horizontal continuous casting are stripped of the surface oxidation defect layer by a peeler, rapidly preheated to 700° C. by an on-line induction device, then entered into the die cavity and extruded. The rotation speed of the extrusion wheel is controlled at 3 rpm, the extrusion ratio is 3, and the extrusion interval is 0.6 mm. At the exit of the extrusion die, the blank material is sprayed with high-intensity cooling water, and 100 spray nozzles are installed. The distance between the spray nozzles is 10 mm, the distance between the nozzles and the surface of the blank material is 10 mm, and the water pressure is 0.8 MPa.

<ステップ4:冷間引抜き>
製品要件に従って、押し出されたブランク材料を冷間引抜きする。冷間引抜のパス変形量は5%、累積変形量は50%である。
<Step 4: Cold drawing>
Cold drawing the extruded blank material according to product requirements. The pass deformation amount of cold drawing is 5%, and the cumulative deformation amount is 50%.

<ステップ5:時効熱処理>
冷間加工したビレットをコイル状に巻いてベル型加熱炉に入れ、時効熱処理を行う。まず、ビレットをライニングに置き、加熱炉本体が予め設定した温度に達した後、ライニングを持ち上げて覆い、ビレットが急速に昇温できるようにする。予め設定された保温時間に達した後、クレ-ンで炉本体を持ち上げて移動させ、ビレットを急速に冷却する。熱処理中は、酸化を防ぐために還元性雰囲気が使用される。製品の時効温度および時間は、次の原則によって決定される。複数組の冷間処理されたビレットサンプルを取り、それぞれ300、350、400、450、500、550、600℃で0.1、0.5、1、2、4、8、16、24、48、99.6hアニ-リングする。続いて、サンプルのビッカース硬さ(単位HV)および導電率(単位%IACS)を測定し、硬度値と導電率値との積を計算し、積が最も大きいサンプルに使用される試験温度を製品のアニ-リング温度とし、積が最も大きいサンプルに使用される試験時間にさらに0.4hを加えた時間を製品のアニ-リングおよび保温時間とする。結果として、サンプルが400℃で1hアニ-リング後に最大の積値を持ち、製品の保温温度として400℃、製品の保温時間として1.4hをとることを示している。
<Step 5: Aging heat treatment>
The cold-worked billet is coiled and placed in a bell-shaped heating furnace for aging heat treatment. First, the billet is placed on the lining, and after the heating furnace body reaches a preset temperature, the lining is lifted and covered so that the billet can heat up rapidly. After reaching the preset heat retention time, the furnace body is lifted and moved by a crane to rapidly cool the billet. During heat treatment, a reducing atmosphere is used to prevent oxidation. The product aging temperature and time are determined by the following principles. Multiple sets of cold-treated billet samples were taken at 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600°C and , 99.6 h. Subsequently, the Vickers hardness (unit: HV) and electrical conductivity (unit: %IACS) of the samples are measured, the product of the hardness value and the electrical conductivity value is calculated, and the test temperature used for the sample with the highest product is and the product annealing and incubation time is the test time used for the sample with the highest product plus an additional 0.4 h. The results show that the sample has the maximum product value after annealing at 400° C. for 1 h, taking 400° C. as the temperature for keeping the product and 1.4 h for the keeping time of the product.

<ステップ6>
ビッカース硬度計を使用して製品のビッカース硬度を測定し、渦電流伝導率計を使用して製品の導電率を測定する。結果については、表2を参照されたい。
<Step 6>
A Vickers hardness tester is used to measure the Vickers hardness of the product, and an eddy current conductivity tester is used to measure the electrical conductivity of the product. See Table 2 for results.

本実施例の銅合金では、分散したナノ析出物および高密度サイトが生成されていることが図1および4から分かる。なお、鋳造ビレットとしての微細で緻密な等軸結晶構造が図2から見ることができる。図3から、鋳造ビレットのXRDでは第2相(Ag)が検出されないのに対し、時効生成物のXRDでは明らかな第2相の回折ピ-クが検出され、鋳造ビレットとしての過飽和固液構造の特性および時効態様での析出相強化構造が証明されている。図5と図6から、押出状態で再結晶構造が得られ、結晶粒子内に第2相がないことがわかり、過飽和固溶体の特性が維持されていることがわかる。 It can be seen from FIGS. 1 and 4 that dispersed nanoprecipitates and high density sites are produced in the copper alloy of this example. The fine and dense equiaxed crystal structure of the cast billet can be seen from FIG. From FIG. 3, the XRD of the cast billet did not detect the second phase (Ag), whereas the XRD of the aging product detected a clear diffraction peak of the second phase. characteristics and the precipitation phase strengthening structure in the aging mode have been proved. From FIGS. 5 and 6, it can be seen that a recrystallized structure is obtained in the extruded state, there is no second phase in the crystal grains, and the properties of a supersaturated solid solution are maintained.

(実施例2)
<ステップ2:水平連続鋳造>
4つの晶析装置を200mmの間隔で使用し、第3組の冷却ユニットの水流量V3は100L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2は120L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1は150L/min、電磁撹拌の周波数は2Hz、ビレットの断面積は50mm、引き出し速度は100mm/min、30個の噴霧ノズルの間隔は20mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は50mm、水圧は0.5MPaである。
(Example 2)
<Step 2: Horizontal continuous casting>
Four crystallizers are used with an interval of 200 mm, the water flow rate V3 of the third set of cooling units is 100 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 120 L/min, and the water flow rate of the first set of cooling units is The water flow rate V1 is 150 L/min, the frequency of electromagnetic stirring is 2 Hz, the cross-sectional area of the billet is 50 mm 2 , the withdrawal speed is 100 mm/min, the interval between the 30 spray nozzles is 20 mm, and the interval between the nozzles and the surface of the blank material is 50 mm, water pressure is 0.5 MPa.

<ステップ3:連続押出>
押出ホイ-ルの速度は8rpm、押出比は8、押出間隔は2mmである。25個の噴霧ノズルを設定し、噴霧ノズルの間隔は20mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は50mm、水圧は0.5MPaである。
<Step 3: Continuous Extrusion>
The extrusion wheel speed is 8 rpm, the extrusion ratio is 8, and the extrusion spacing is 2 mm. 25 spray nozzles are set, the spray nozzle spacing is 20 mm, the spacing between the nozzles and the surface of the blank material is 50 mm, and the water pressure is 0.5 MPa.

<ステップ4:冷間加工>
各パスの変形量は10%で、累積変形量は99%である。
<Step 4: Cold working>
The amount of deformation for each pass is 10%, and the cumulative amount of deformation is 99%.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1と同様に、鋳造したままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を有することを示し、押出冷却後のビレットのTEM写真は、ナノ沈殿物が押出ビレットに生成されず、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
Similar to Example 1, the XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure, and the TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that no nanoprecipitates are formed in the extruded billet and supersaturated It shows that the properties of solid solution are still maintained.

(実施例3)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成はCu-0.7wt.%Cr-0.15wt.%Zrである。
(Example 3)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-0.7wt. % Cr-0.15 wt. % Zr.

<ステップ3:連続押出>
押出金型を600℃に予熱し、ビレットを700℃にすばやく予熱する。
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 600°C and quickly preheat the billet to 700°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
ここで、鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
Here, an XRD diagram of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例4)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成はCu-0.7wt.%Cr-0.15wt.%Zrである。
(Example 4)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-0.7wt. % Cr-0.15 wt. % Zr.

<ステップ2:水平連続鋳造>
300mm間隔で3つの晶析装置を使用する。第3組の冷却ユニットの水流量V3は200L/minであり、第2組の冷却ユニットの水流量V2は240L/minであり、第1組の冷却ユニットの水流量V1は300L/minである。電磁撹拌周波数は50Hz、ビレットの断面積は200mm、引き出し速度は50mm/minである。
<Step 2: Horizontal continuous casting>
Three crystallizers are used at 300 mm intervals. The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 200 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 240 L/min, and the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 300 L/min. . The electromagnetic stirring frequency is 50 Hz, the cross-sectional area of the billet is 200 mm 2 , and the drawing speed is 50 mm/min.

<ステップ3:連続押出>
押出ホイ-ルの速度は8rpm、押出比は8、押出間隔は2mmである。押出金型を600℃に予熱し、ビレットを700℃に素早く予熱する。
<Step 3: Continuous Extrusion>
The extrusion wheel speed is 8 rpm, the extrusion ratio is 8, and the extrusion spacing is 2 mm. Preheat the extrusion die to 600°C and quickly preheat the billet to 700°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。この実施例で製造された銅合金では、分散したナノ析出物および高密度転位が生成されていることが図4から分かる。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution. It can be seen from FIG. 4 that the copper alloy produced in this example produced dispersed nanoprecipitates and a high density of dislocations.

(実施例5)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成はCu-3wt.%Ni-1wt.%Siである。
(Example 5)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-3wt. % Ni-1 wt. % Si.

<ステップ3:連続押出>
押出金型を600℃に予熱し、ビレットを750℃にすばやく予熱する。
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 600°C and quickly preheat the billet to 750°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例6)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成はCu-2wt.%Fe-0.1wt.%Pである。
(Example 6)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-2wt. % Fe-0.1 wt. %P.

<ステップ3:連続押出>
押出金型を550℃に予熱し、ビレットを700℃にすばやく予熱する。
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 550°C and quickly preheat the billet to 700°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例7)
<ステップ2:水平連続鋳造>
4つの晶析装置を200mmの間隔で使用し、第3組の冷却ユニットの水流量V3は100L/minであり、第2組の冷却ユニットの水流量V2は120L/minであり、第1組の冷却ユニットの水流量V1は150L/minである。電磁撹拌周波数は2Hz、ビレットの断面積は50mm、引き出し速度は200mm/minである。30個の噴霧個の噴霧ノズルの間隔は10mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は10mm、水圧は0.8MPaである。
(Example 7)
<Step 2: Horizontal continuous casting>
Four crystallizers are used with a spacing of 200 mm, the water flow rate V3 of the third set of cooling units is 100 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 120 L/min, the first set is 150 L/min. The electromagnetic stirring frequency is 2 Hz, the cross-sectional area of the billet is 50 mm 2 , and the drawing speed is 200 mm/min. The distance between the 30 spray nozzles is 10 mm, the distance between the nozzles and the surface of the blank material is 10 mm, and the water pressure is 0.8 MPa.

<ステップ3:連続押出>
押出ホイ-ルの速度は8rpm、押出比は8、押出間隔は2mmである。噴霧ノズルの間隔は20mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は50mm、水圧は0.5MPaである。
<Step 3: Continuous Extrusion>
The extrusion wheel speed is 8 rpm, the extrusion ratio is 8, and the extrusion spacing is 2 mm. The distance between the spray nozzles is 20 mm, the distance between the nozzles and the surface of the blank material is 50 mm, and the water pressure is 0.5 MPa.

<ステップ4:冷間加工>
各パスの変形量は10%で、累積変形量は99%である。
<Step 4: Cold working>
The amount of deformation for each pass is 10%, and the cumulative amount of deformation is 99%.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1と7を比較すると、断面積の小さいビレットの場合、より高い引き出し速度とより強力なスプレー冷却を採用すると、冷却効果が向上し、固溶体が十分であるにもかかわらず、急速な固化とビレットの破壊(図7)が発生し、生産の継続性が大幅に低下する。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
Comparing Examples 1 and 7, for small cross-section billets, employing higher withdrawal speeds and more intense spray cooling improved the cooling effect and resulted in rapid solidification despite sufficient solid solution. and breakage of the billet (Fig. 7), and the continuity of production is greatly reduced.

(実施例8)
<ステップ2:水平連続鋳造>
電磁撹拌周波数は2Hz、引き出し速度は50mm/min、水圧は0.2MPaである。
(Example 8)
<Step 2: Horizontal continuous casting>
The electromagnetic stirring frequency is 2 Hz, the withdrawal speed is 50 mm/min, and the water pressure is 0.2 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1と8を比較すると、引き出し速度が遅く、電磁撹拌周波数が低く、冷却水圧が低いと、銅合金溶融物が十分に撹拌されて微細な等軸結晶が形成されないことがわかる。Ag原子は、過飽和固溶体から早期析出し、粗大な一次相に進化する(図8)。合金の強度が弱まり、その後の析出が不十分になり、合金の導電性が損なわれる。したがって、引き出し断面積、引き出し速度、冷却水圧、電磁撹拌周波数などのプロセスパラメ-タを合理的に組み合わせる必要がある。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
Comparing Examples 1 and 8, it can be seen that when the drawing speed is slow, the electromagnetic stirring frequency is low, and the cooling water pressure is low, the copper alloy melt is sufficiently stirred to form fine equiaxed crystals. Ag atoms prematurely precipitate from the supersaturated solid solution and evolve into a coarse primary phase (Fig. 8). The strength of the alloy is weakened, subsequent precipitation is poor, and the electrical conductivity of the alloy is compromised. Therefore, it is necessary to rationally combine process parameters such as drawing cross-sectional area, drawing speed, cooling water pressure, and electromagnetic stirring frequency.

(実施例9)
<ステップ3>
連続押出に使用される金型材料はCr12MoV金型鋼である。
(Example 9)
<Step 3>
The mold material used for continuous extrusion is Cr12MoV mold steel.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1と9を比較すると、押出金型が通常の金型鋼を使用している場合、金型の寿命が非常に短く、金型を頻繁に交換する必要があり、生産リズムに深刻なダメ-ジを与え、生産能力を低下させ、廃棄物が増加する。図9には、廃棄された通常の金型鋼プラグ部品を示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
Comparing Examples 1 and 9, if the extrusion die uses ordinary die steel, the life of the die is very short, and the die needs to be replaced frequently, which seriously damages the production rhythm. - Adds cost, reduces production capacity and increases waste. FIG. 9 shows a typical discarded die steel plug piece.

(実施例10)
<ステップ3>
連続押出ビレットの誘導予熱温度は500℃である。
その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
(Example 10)
<Step 3>
The induction preheating temperature of the continuous extruded billet is 500°C.
Other steps and parameters are the same as in Example 1.

(実施例11)
<ステップ3>
連続押出しの出口にスプレー水冷噴霧ノズルを30mm間隔で設定し、20個のノズルを設定し、ノズルとブランク材料の表面との間隔を80mm、水圧を0.2MPaにする。
(Example 11)
<Step 3>
At the outlet of continuous extrusion, spray water-cooled atomizing nozzles are set at intervals of 30 mm, 20 nozzles are set, the distance between the nozzles and the surface of the blank material is 80 mm, and the water pressure is 0.2 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1、10、11を比較すると、連続押出プロセスにおいて、ビレットの予熱温度が低い場合、または押出出口でのビレットの冷却効果が不十分な場合、製品強度と過飽和固溶体の早期析出分解により導電率が低下し、粗くて不均一な析出相が生じる(図10)。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
Comparing Examples 1, 10, and 11, in the continuous extrusion process, if the billet preheat temperature is low or the billet cooling effect at the extrusion exit is insufficient, the product strength and premature precipitation decomposition of the supersaturated solid solution will lead to electrical conductivity. The modulus drops and a coarse and non-uniform precipitate phase occurs (Fig. 10).

(実施例12)
<ステップ3>
連続押出金型を425℃に予熱する。
(Example 12)
<Step 3>
A continuous extrusion die is preheated to 425°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1と12を比較すると、連続押出プロセスでダイの予熱温度が十分でない場合、押出の初期段階で製造された製品の性能は120HV&95%IACSのレベルに達しないことがわかる。その理由は、押出初期のダイキャビティ温度が低く、過飽和固溶体があらかじめ析出・分解されているためである。また、押出応力が大きすぎるため、金型の寿命が短くなる。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
Comparing Examples 1 and 12, it can be seen that if the die preheat temperature is not sufficient in the continuous extrusion process, the performance of the product produced in the early stages of extrusion does not reach the level of 120HV & 95% IACS. The reason for this is that the die cavity temperature at the initial stage of extrusion is low and the supersaturated solid solution is precipitated and decomposed in advance. Also, because the extrusion stress is too high, the life of the mold is shortened.

(実施例13)
<ステップ3>
連続押出の押出比は1である。
(Example 13)
<Step 3>
The extrusion ratio for continuous extrusion is 1.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1と13を比較すると、連続押出プロセスで押出比が低すぎると、材料の変形が不十分で、材料を効果的に強化できず、製品の強度が低いことがわかる。また、押出温度がやや低く、過飽和固溶体があらかじめ溶解・分解されており、導電性が若干損なわれている。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
Comparing Examples 1 and 13, it can be seen that if the extrusion ratio is too low in the continuous extrusion process, the deformation of the material is insufficient, the material cannot be effectively strengthened, and the strength of the product is low. In addition, the extrusion temperature was slightly low, and the supersaturated solid solution was dissolved and decomposed in advance, and the electrical conductivity was slightly impaired.

(実施例14)
<ステップ3>
連続押出の押出比は9である。
(Example 14)
<Step 3>
The extrusion ratio for continuous extrusion is 9.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1と例14を比較すると、連続押出プロセスで押出比が高すぎると、製品強度はさらに向上するものの、停止や金型の破壊事故が何度も発生し、深刻な事態が発生していることがわかる。装置の耐用年数と生産能力を厳重に損なう。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
Comparing Example 1 and Example 14, if the extrusion ratio is too high in the continuous extrusion process, the product strength will be further improved, but the accident of stopping and breaking the mold will occur many times, causing serious problems. I know there is. Severely impairs equipment service life and production capacity.

(実施例15)
<ステップ4>
冷間加工の累積変形量は30%である。
(Example 15)
<Step 4>
The cumulative deformation amount of cold working is 30%.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1と15を比較すると、冷間加工の累積変形量が小さい場合、銅合金の加工硬化効果が弱く、転位密度が高くなく、析出力が弱いことがわかる。硬度が低いだけでなく、導電率も低い。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
Comparing Examples 1 and 15, it can be seen that when the cumulative deformation amount of cold working is small, the work hardening effect of the copper alloy is weak, the dislocation density is not high, and the precipitation force is weak. Not only does it have low hardness, but it also has low conductivity.

(実施例16)
<ステップ5:時効熱処理>
サンプルを400℃で1時間アニールする。
(Example 16)
<Step 5: Aging heat treatment>
The sample is annealed at 400° C. for 1 hour.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1と16を比較することにより、時効アニ-リング保温時間を選択する際に本発明に必要な0.4時間を加えないと、合金元素を完全に時効析出させることができず、導電率が低くなることが分かる。0.4hの追加は、大規模な炉の装入と小さなサンプルの温度上昇と平均温度特性の違いを注意深く考慮して策定された詳細なル-ルである。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
By comparing Examples 1 and 16, it can be seen that, when selecting the aging annealing heat retention time, unless 0.4 hours necessary for the present invention is added, the alloying elements cannot be completely precipitated during aging, and the conductivity is reduced. It can be seen that the rate is lower. The 0.4 h addition is a detailed rule formulated with careful consideration of large furnace charges and differences in temperature rise and average temperature characteristics of small samples.

(実施例17)
<ステップ2>
第3組の冷却ユニットの水流量V3は4000L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2は4800L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1は6000L/minである。
その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
(Example 17)
<Step 2>
The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 4000 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 4800 L/min, and the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 6000 L/min.
Other steps and parameters are the same as in Example 1.

(実施例18)
<ステップ2>
第3組の冷却ユニットの水流量V3は1000L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2は1200L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1は1500L/minである。
その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
(Example 18)
<Step 2>
The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 1000 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 1200 L/min, and the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 1500 L/min.
Other steps and parameters are the same as in Example 1.

(実施例19)
<ステップ2>
第3組の冷却ユニットの水流量V3は6000L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2は7200L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1は12000L/minである。
その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
(Example 19)
<Step 2>
The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 6000 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 7200 L/min, and the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 12000 L/min.
Other steps and parameters are the same as in Example 1.

(実施例20)
<ステップ2>
第3組の冷却ユニットの水流量V3は500L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2は600L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1は1000L/minである。
その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
(Example 20)
<Step 2>
The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 500 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 600 L/min, and the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 1000 L/min.
Other steps and parameters are the same as in Example 1.

実施例1、17、18、19および20の比較分析を通して、晶析装置の3組の冷却ユニットの水流量が本発明に開示された技術原理により決定された範囲内にあるとき、良好な高強度および高導電率の銅合金が得られることが分かる。水流量が高すぎると(例19のように)冷却が強すぎるため、金属が金型の内壁で直接固化し、詰まりが発生して正常に引き出せなくなる。水流が少なすぎると(例20のように)冷却が不十分であるため、ビレットが固溶体状態であることが保証できず、Agの一部が早期析出し、強度と導電率が低下する。 Through comparative analysis of Examples 1, 17, 18, 19 and 20, good high It can be seen that a strong and highly conductive copper alloy is obtained. If the water flow rate is too high (as in Example 19), the cooling will be too strong and the metal will solidify directly on the inner wall of the mold, causing clogging and impeding proper extraction. If the water flow is too low (as in Example 20) there is insufficient cooling to ensure that the billet is in solid solution and some of the Ag precipitates prematurely, reducing strength and conductivity.

(実施例21)
<ステップ2>
第3組の冷却ユニットの水流量V3は2000L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2は2000L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1は2000L/minである。
その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
(Example 21)
<Step 2>
The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 2000 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 2000 L/min, and the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 2000 L/min.
Other steps and parameters are the same as in Example 1.

実施例1と21の比較分析により、金型の3組の冷却ユニットの水流量が本発明に開示された比率に従って設定されない場合、3組の冷却ユニットにおいて合理的な冷却勾配を形成できないことが分かる。金型の内壁が著しく摩耗し、耐用年数が50%短縮される。 Comparative analysis of Examples 1 and 21 shows that if the water flow rates of the three cooling units of the mold are not set according to the ratios disclosed in the present invention, a reasonable cooling gradient cannot be formed in the three cooling units. I understand. The inner walls of the mold wear significantly, reducing the service life by 50%.

(実施例22)
<ステップ3>
連続押出出口は、噴霧スプレー水冷の代わりに水タンク浸漬によって冷却される。
その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
(Example 22)
<Step 3>
The continuous extrusion outlet is cooled by water tank immersion instead of atomized spray water cooling.
Other steps and parameters are the same as in Example 1.

実施例1と実施例22の比較分析により、実施例22で使用した従来の水槽での浸漬冷却など、連続押出後に強冷法を採用しないと、固溶体が部分的に析出しやすく、強度が比較的に低く、析出力が弱いことがわかる。図11に示されるように、連続押出冷却後の実施例22のサンプルの温度は、Ag析出相が構造中に現れたことを観察し、固溶体が部分的に析出されたことを示している。 By comparative analysis of Example 1 and Example 22, if a strong cooling method is not adopted after continuous extrusion, such as the conventional immersion cooling in a water tank used in Example 22, the solid solution is likely to partially precipitate, and the strength is compared. It can be seen that the precipitation power is weak. As shown in FIG. 11, the temperature of the sample of Example 22 after continuous extrusion cooling observed that the Ag precipitation phase appeared in the structure, indicating that the solid solution was partially precipitated.

(実施例23)
<ステップ2>
最初のビレットスプレーに従来の小穴スプレーを採用し、90個のノズルを設定し、ノズル間隔を30mm、ノズルとビレット表面との間隔を60mm、水圧を0.3MPaにする。
(Example 23)
<Step 2>
A conventional small hole spray is adopted for the first billet spray, 90 nozzles are set, the nozzle spacing is 30 mm, the spacing between the nozzle and the billet surface is 60 mm, and the water pressure is 0.3 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1と23の比較分析から、実施例23で使用した従来の小穴溶射のように、ビレットを連続的に引き抜くときに強力な冷却方法を採用しない場合、水圧と穴間距離が不合理であるため、固溶体の部分的な析出、低強度、弱い分析力につながる可能性があることがわかる。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
From the comparative analysis of Examples 1 and 23, it can be seen that if a powerful cooling method is not adopted when the billet is continuously withdrawn, such as the conventional small hole thermal spraying used in Example 23, the water pressure and inter-hole distance are unreasonable. , which can lead to partial precipitation of solid solutions, low strength, and weak analytical power.

(実施例24)
<ステップ2:通常の水平連続鋳造後の高温固溶体>
保温炉の温度は1250℃に制御され、水冷ユニットが1つしかない従来の銅製内壁鋼スリ-ブ水冷式晶析装置が採用されている。冷却水の流量は従来のパラメ-タとして50L/分であり、牽引速度は10mm/秒である。銅合金棒は鋳造によって得られる。水平連続鋳造で製造された銅合金棒を固溶化処理する。固溶化処理の温度は900℃、加熱モ-ドはオンライン誘導加熱、処理時間は40分である。焼入れは従来の小穴溶射を採用し、90個のノズルを設定し、ノズル間隔を30mm、ノズルとブランク材料の表面との距離を60mm、水圧を0.3MPaとする。
(Example 24)
<Step 2: High temperature solid solution after normal horizontal continuous casting>
The temperature of the holding furnace is controlled at 1250° C., and a conventional copper inner wall steel sleeve water-cooled crystallizer with only one water-cooling unit is adopted. The cooling water flow rate is 50 L/min as conventional parameters, and the traction speed is 10 mm/sec. Copper alloy bars are obtained by casting. A copper alloy rod manufactured by horizontal continuous casting is solution treated. The solution treatment temperature was 900° C., the heating mode was online induction heating, and the treatment time was 40 minutes. The quenching adopts the conventional small-hole thermal spraying, setting 90 nozzles, setting the nozzle interval to 30 mm, the distance between the nozzle and the surface of the blank material to 60 mm, and the water pressure to 0.3 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例1のものと同じである。
実施例1と24を比較すると、従来の水平連続鋳造+高温固溶体技術と比較して、本発明の製品は硬度と導電率の両方を大幅に改善し、エネルギ-消耗の大きいステップである高温固溶化を必要としないことが分かる。
Other steps and parameters are the same as in Example 1.
Comparing Examples 1 and 24, compared to the conventional horizontal continuous casting + hot solid solution technology, the product of the present invention has significantly improved both hardness and electrical conductivity, and the high temperature solid solution step, which is a high energy consumption step. It can be seen that no solubilization is required.

表2は、実施例の製品性能、歩留まりおよび容量の要約である。

Figure 0007252655000002
* 1セットの水平連続鋳造+連続押出生産ラインの容量のみがカウントされる Table 2 summarizes the product performance, yield and capacity of the examples.
Figure 0007252655000002
* Only the capacity of one set of horizontal continuous casting + continuous extrusion production line is counted

(実施例25)
<ステップ1:原料調合と溶融>
Cu-0.5wt.%Cr-0.1wt.%Zrの合金組成に応じて原料を調合し、溶融炉に入れて十分に溶融させ、酸素含有量と合金元素含有量のサンプリング検出と分析を行い、分析結果に基づいて原料を補給し、10ppm以内まで完全脱酸し、溶融炉内のガイド溝から保温炉に溶融物を導入する。
(Example 25)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
Cu-0.5wt. % Cr-0.1 wt. The raw materials are prepared according to the alloy composition of %Zr, put into the melting furnace and fully melted, and the oxygen content and alloy element content are sampled, detected and analyzed. The molten material is completely deoxidized to within 10 minutes, and the molten material is introduced into the heat-retaining furnace through the guide groove in the melting furnace.

<ステップ2:水平連続鋳造>
水平連続鋳造は、保温炉側面の下方で実行される。200mm間隔の4つの晶析装置を水平に保温炉側面の下方に設置する。晶析装置は、ビレットの引き出される方向に沿って3組の独立した冷却ユニットを順次に設け、第1組の冷却ユニットは、保温炉に最も近い。逆冷却モ-ドを採用し、給水口の温度を20℃未満にする。第3組の冷却ユニットの水流量V3を50L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2を60L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1を75L/minにする。晶析装置の第1組および第2組の冷却ユニットの水冷ジャケットの外壁に電磁誘導コイルを設置することで電磁撹拌を実現し、電磁撹拌モ-ドは回転撹拌で、電流の周波数は2Hzである。ビレットの断面積Sは50mmで、引き出し(抽出)速度は100mm/minである。晶析装置の出口から1000mm範囲内にウォーターカーテンをスプレーし、噴霧ノズルを30個設置し、噴霧ノズルの間隔を20mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔を50mm、水圧を0.5Paにする。
<Step 2: Horizontal continuous casting>
Horizontal continuous casting is performed below the side of the holding furnace. Four crystallizers spaced 200 mm apart are installed horizontally below the side of the heat-retaining furnace. The crystallizer is provided with three sets of independent cooling units in sequence along the billet withdrawal direction, and the first set of cooling units is closest to the temperature-retaining furnace. A reverse cooling mode is adopted to keep the water inlet temperature below 20°C. The water flow rate V3 of the third set of cooling units is set at 50 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is set at 60 L/min, and the water flow rate V1 of the first set of cooling units is set at 75 L/min. Electromagnetic stirring was realized by installing an electromagnetic induction coil on the outer wall of the water cooling jacket of the first and second cooling units of the crystallizer. The electromagnetic stirring mode was rotary stirring, and the current frequency was 2 Hz. be. The cross-sectional area S of the billet is 50 mm 2 and the withdrawal (extraction) speed is 100 mm/min. A water curtain is sprayed within a range of 1000 mm from the outlet of the crystallizer, 30 spray nozzles are installed, the distance between the spray nozzles is 20 mm, the distance between the nozzle and the surface of the blank material is 50 mm, and the water pressure is 0.5 Pa. .

<ステップ3:連続押出>
押出金型を500℃に予熱する。押出金型の材料は実施例0で調製された鍛造された高温ニッケル基合金である。構造図については、図26を参照されたい。水平連続鋳造で得られたスラブは、剥離機により表面酸化欠陥層が除去され、オンライン誘導装置で800℃まで急速に予熱された後、ダイキャビティに押し出される。押出ホイ-ルの回転速度は8rpm、押出比は8、押出間隔は2mmに制御されている。押出金型の出口でブランク材料に高強度の冷却水を噴霧し、20個の噴霧ノズルを設置する。噴霧ノズルの間隔は20mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は50mm、水圧は0.5MPaである。
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 500°C. The extrusion die material is the forged high temperature nickel base alloy prepared in Example 0. See FIG. 26 for the structural diagram. The slab obtained by horizontal continuous casting is extruded into the die cavity after the surface oxidation defect layer is removed by the stripper, rapidly preheated to 800° C. by the on-line induction device. The rotation speed of the extrusion wheel is controlled at 8 rpm, the extrusion ratio is 8, and the extrusion interval is 2 mm. At the exit of the extrusion die, the blank material is sprayed with high-intensity cooling water, and 20 spray nozzles are installed. The distance between the spray nozzles is 20 mm, the distance between the nozzles and the surface of the blank material is 50 mm, and the water pressure is 0.5 MPa.

<ステップ4:冷間圧延>
製品の要件に従って、押し出されたブランク材料を冷間圧延する。冷間圧延のパス変形量は5%、累積変形量は99%である。
<Step 4: Cold rolling>
Cold rolling the extruded blank material according to product requirements. The pass deformation amount of cold rolling is 5%, and the cumulative deformation amount is 99%.

<ステップ5:時効熱処理>
冷間圧延したビレットをコイル状に巻いてベル型加熱炉に入れ、時効熱処理を行う。まず、ビレットをライニングに置き、加熱炉本体が予め設定した温度に達した後、ライニングを持ち上げて覆い、ビレットが急速に昇温できるようにする。予め設定された保温時間に達した後、クレ-ンで炉本体を持ち上げて移動させ、ビレットを急速に冷却する。熱処理中は、酸化を防ぐために還元性雰囲気が使用される。製品の時効温度および時間は、次の原則によって決定される。複数組の冷間処理されたビレットサンプルを取り、それぞれ300、350、400、450、500、550、600℃で0.1、0.5、1、2、4、8、16、24、48、99.6hアニ-リングする。続いて、サンプルのビッカース硬さ(単位HV)および導電率(単位%IACS)を測定し、硬度値と導電率値との積を計算し、積が最も大きいサンプルに使用される試験温度を製品のアニ-リング温度とし、積が最も大きいサンプルに使用される試験時間にさらに0.4hを加えた時間を製品のアニ-リングおよび保温時間とする。結果として、500℃で1時間アニ-リングした後に最大の積値を持ち、製品の保温温度として500℃、製品の保温時間として1.4時間をとることを示している。
<Step 5: Aging heat treatment>
A cold-rolled billet is coiled and placed in a bell-shaped heating furnace for aging heat treatment. First, the billet is placed on the lining, and after the heating furnace body reaches a preset temperature, the lining is lifted and covered so that the billet can heat up rapidly. After reaching the preset heat retention time, the furnace body is lifted and moved by a crane to rapidly cool the billet. During heat treatment, a reducing atmosphere is used to prevent oxidation. The product aging temperature and time are determined by the following principles. Multiple sets of cold-treated billet samples were taken at 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600°C and , 99.6 h. Subsequently, the Vickers hardness (unit: HV) and electrical conductivity (unit: %IACS) of the samples are measured, the product of the hardness value and the electrical conductivity value is calculated, and the test temperature used for the sample with the highest product is and the product annealing and incubation time is the test time used for the sample with the highest product plus an additional 0.4 h. As a result, it has the maximum product value after annealing at 500° C. for 1 hour, indicating that the temperature for keeping the product is 500° C. and the time for keeping the product is 1.4 hours.

<ステップ6>
ビッカース硬度計を使用して製品のビッカース硬度を測定し、渦電流伝導率テスタ-を使用して製品の導電率をテストする。結果については、表3を参照されたい。
<Step 6>
A Vickers hardness tester is used to measure the Vickers hardness of the product, and an eddy current conductivity tester is used to test the electrical conductivity of the product. See Table 3 for results.

図12は、本実施例において水平連続鋳造によって得られたビレットロッドを示している。図13および図14の金属組織構造の写真は、結晶粒子内部に明らかな析出相がないことを示している。図15のXRD図では、銅の回折ピ-クのみがあり、第2相の回折ピ-クはない。回折ピ-クと標準の銅回折ピ-クとを比較すると、ピ-ク値がシフトしており、得られたビレットのクロムジルコニウム元素が銅格子に固溶していることを示している。図16は、連続押出後のサンプルの等軸結晶粒構造を示している。図17は、押出冷却後のビレットのTEM写真であり、押し出された状態でナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性が依然として維持されていることを示している。図18は、冷間圧延されたサンプルに高密度の転位の絡み合いが存在することを示している。図19は、時効態サンプルの内部に高密度析出物の外観を示している。図20は、高分解能TEMによるナノ析出物の格子縞画像を示している。 FIG. 12 shows a billet rod obtained by horizontal continuous casting in this example. The photographs of the metallographic structure in FIGS. 13 and 14 show that there are no obvious precipitated phases inside the grains. In the XRD diagram of FIG. 15, there are only diffraction peaks for copper and no diffraction peaks for the second phase. A comparison of the diffraction peaks with the standard copper diffraction peaks shows that the peak values are shifted, indicating that the chromium-zirconium element in the resulting billet is in solid solution with the copper lattice. FIG. 16 shows the equiaxed grain structure of the samples after continuous extrusion. FIG. 17 is a TEM photograph of the billet after extrusion cooling, showing the absence of nanoprecipitates in the extruded state, indicating that the properties of a supersaturated solid solution are still maintained. FIG. 18 shows that there is a high density of dislocation entanglements in the cold rolled sample. FIG. 19 shows the appearance of dense precipitates inside the aged sample. FIG. 20 shows a checkered image of nanoprecipitates by high-resolution TEM.

(実施例26)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成はCu-1wt.%cr-0.15wt.%Zrである。
(Example 26)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-1 wt. %cr-0.15wt. % Zr.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
実施例25と同様に、鋳造したままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示し、押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物が生成されず、過飽和固溶体の特性が維持されていることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
Similar to Example 25, the XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure, and the TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows the formation of nanoprecipitates in the extruded billet. , indicating that the properties of a supersaturated solid solution are maintained.

(実施例27)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成は、Cu-0.5wt.%Cr-0.1wt.%Zr-0.05wt.%Siである。
(Example 27)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-0.5wt. % Cr-0.1 wt. % Zr-0.05 wt. % Si.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
実施例25と同様に、鋳造したままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示し、押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物が生成されず、過飽和固溶体の特性が維持されていることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
Similar to Example 25, the XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure, and the TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows the formation of nanoprecipitates in the extruded billet. , indicating that the properties of a supersaturated solid solution are maintained.

(実施例28)
<ステップ1:原料調合と溶融>
合金組成は、Cu-0.5wt.%Cr-0.1wt.%Zr-0.03wt.%Mgである。
(Example 28)
<Step 1: Raw material preparation and melting>
The alloy composition is Cu-0.5wt. % Cr-0.1 wt. % Zr-0.03 wt. % Mg.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
実施例25と同様に、鋳造したままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示し、押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物が生成されず、過飽和固溶体の特性が維持されていることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
Similar to Example 25, the XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure, and the TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows the formation of nanoprecipitates in the extruded billet. , indicating that the properties of a supersaturated solid solution are maintained.

実施例25から28の結果を比較および分析することにより、本発明の方法は、典型的な銅クロムジルコニウム三元合金および銅クロムジルコニウムに基づいてさらにマイクロアロイされた合金に良好な適用性を有することが分かる。作製した銅クロムジルコニウムのプレ-トとストリップは、微細で均一なナノ析出相構造と高強度、高導電性を備えている。その包括的な性能は、他の技術によって得られるものに近いかそれよりも優れており、高い歩留まりを持っている。工業用大規模製造に最適である。 By comparing and analyzing the results of Examples 25 to 28, the method of the present invention has good applicability to typical copper chromium zirconium ternary alloys and further microalloyed alloys based on copper chromium zirconium. I understand. The fabricated copper chromium zirconium plates and strips have a fine and uniform nanoprecipitate phase structure, high strength and high electrical conductivity. Its comprehensive performance is close to or better than that obtained by other technologies and has high yields. Ideal for industrial large scale manufacturing.

(実施例29)
<ステップ2:水平連続鋳造>
2つの晶析装置を400mmの間隔で設置する。第3組の冷却ユニットの水流量V3は500L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2は600L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1は750L/min、電磁撹拌の周波数は500Hz、ビレットの断面積は1000mm、引き出し速度は100mm/min、90個の噴霧ノズルの間隔は10mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は10mm、水圧は0.8MPaである。
(Example 29)
<Step 2: Horizontal continuous casting>
Two crystallizers are placed at a distance of 400 mm. The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 500 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 600 L/min, the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 750 L/min, and the frequency of electromagnetic stirring is 500 Hz, billet cross-sectional area of 1000 mm 2 , drawing speed of 100 mm/min, spacing of 90 spray nozzles of 10 mm, spacing between nozzles and blank material surface of 10 mm, water pressure of 0.8 MPa.

<ステップ3:連続押出>
押出ホイ-ルの速度は3rpm、押出比は3、押出間隔は0.6mmである。50個の噴霧ノズルを設定し、噴霧ノズルの間隔は10mm、ノズルとブランク材料の表面との間隔は10mm、水圧は0.8MPaである。
<Step 3: Continuous Extrusion>
The extrusion wheel speed is 3 rpm, the extrusion ratio is 3, and the extrusion spacing is 0.6 mm. 50 spray nozzles are set, the distance between the spray nozzles is 10 mm, the distance between the nozzles and the surface of the blank material is 10 mm, and the water pressure is 0.8 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例30)
<ステップ1:300mm間隔で3つの晶析装置を使用する>
第3組の冷却ユニットの水流量V3は100L/min、第2組の冷却ユニットの水流量V2は120L/min、第1組の冷却ユニットの水流量V1は150L/min、電磁撹拌の周波数は50Hz、ビレットの断面積は200mm、引き出し速度は50mm/minである。
(Example 30)
<Step 1: Use three crystallizers at intervals of 300 mm>
The water flow rate V3 of the third set of cooling units is 100 L/min, the water flow rate V2 of the second set of cooling units is 120 L/min, the water flow rate V1 of the first set of cooling units is 150 L/min, and the frequency of electromagnetic stirring is 50 Hz, the cross-sectional area of the billet is 200 mm 2 , and the drawing speed is 50 mm/min.

<ステップ3:連続押出>
押出ホイ-ルの速度は8rpm、押出比は8、押出間隔は2mmである。押出金型を600℃に予熱し、ビレットを700℃に素早く予熱する。
<Step 3: Continuous Extrusion>
The extrusion wheel speed is 8 rpm, the extrusion ratio is 8, and the extrusion spacing is 2 mm. Preheat the extrusion die to 600°C and quickly preheat the billet to 700°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。 押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例31)
<ステップ3:連続押出>
押出金型を550℃に予熱し、ビレットを750℃に素早く予熱する。
(Example 31)
<Step 3: Continuous Extrusion>
Preheat the extrusion die to 550°C and quickly preheat the billet to 750°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例32)
<ステップ4>
冷間圧延の累積変形量は50%である。
(Example 32)
<Step 4>
The cumulative deformation amount of cold rolling is 50%.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
鋳造されたままのビレットのXRD図は、それが過飽和固溶体構造を持っていることを示している。 押出冷却後のビレットのTEM写真は、押し出されたビレットにナノ析出物がないことを示しており、過飽和固溶体の特性を依然として維持していることを示している。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
An XRD pattern of the as-cast billet shows that it has a supersaturated solid solution structure. A TEM photograph of the billet after extrusion cooling shows that the extruded billet is free of nanoprecipitates, indicating that it still maintains the properties of a supersaturated solid solution.

(実施例33)
<ステップ2:水平連続鋳造>
電磁撹拌周波数は1Hz、引き出し速度は2mm/min、水圧は0.2MPaである。
(Example 33)
<Step 2: Horizontal continuous casting>
The electromagnetic stirring frequency is 1 Hz, the withdrawal speed is 2 mm/min, and the water pressure is 0.2 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
実施例25と33を比較すると、引き出し速度が遅く、電磁撹拌周波数が低く、冷却水圧が低いと、銅クロムジルコニウム板とストリップの溶融物が十分に撹拌されて微細になることができないことがわかる。等軸結晶および一部のAg原子は、過飽和固溶体から早期析出し、粗い一次相に進化する(図22)。合金の強度が弱まり、その後の析出が不十分になり、合金の導電性が損なわれる。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
Comparing Examples 25 and 33, it can be seen that the melt of the copper chromium zirconium plate and strip cannot be sufficiently agitated into fine particles when the withdrawal speed is low, the electromagnetic agitation frequency is low, and the cooling water pressure is low. . Equiaxed crystals and some Ag atoms prematurely precipitate from the supersaturated solid solution and evolve into a coarse primary phase (Fig. 22). The strength of the alloy is weakened, subsequent precipitation is poor, and the electrical conductivity of the alloy is compromised.

(実施例34)
<ステップ2:水平連続鋳造>
引き出し速度は400mm/分、水圧は1.0MPaである。
(Example 34)
<Step 2: Horizontal continuous casting>
The withdrawal speed is 400 mm/min and the water pressure is 1.0 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
実施例25と例34を比較すると、断面積の小さいビレットの場合、より高い引き出し速度とより強力なスプレー冷却を組み合わせた場合、冷却効果は向上し、固溶体は十分であるが、急速な固化とビレットの破壊につながり(図23)、生産の継続性に大きなダメ-ジを与える。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
Comparing Examples 25 and 34, for small cross-section billets, higher withdrawal speed combined with more intense spray cooling improves the cooling effect and solid solution is sufficient, but rapid solidification and This leads to breakage of the billet (Fig. 23), causing great damage to the continuity of production.

実施例25、33、34を比較すると、高効率で高品質の銅クロムジルコニウムビレットを得るには、引き出し断面積、引き出し速度、冷却水圧、電磁撹拌周波数などのプロセスパラメ-タを合理的に組み合わせる必要があることがわかる。 Comparing Examples 25, 33, and 34, a rational combination of process parameters such as drawing cross-sectional area, drawing speed, cooling water pressure, and electromagnetic stirring frequency is required to obtain high-efficiency, high-quality copper-chromium-zirconium billets. you know you need it.

(実施例35)
<ステップ3>
連続押出ビレットの誘導予熱温度は600℃である。
その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
(Example 35)
<Step 3>
The induction preheating temperature of the continuous extruded billet is 600°C.
Other steps and parameters are the same as in Example 25.

(実施例36)
<ステップ3>
連続押出しの出口にスプレー水冷噴霧ノズルを30mm離し、ノズルとブランク材料の表面との間隔を80mm、水圧を0.2MPaにする。
(Example 36)
<Step 3>
A spray water-cooled atomizing nozzle is 30 mm away from the outlet of the continuous extrusion, the distance between the nozzle and the surface of the blank material is 80 mm, and the water pressure is 0.2 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
実施例25、35、36を比較すると、連続押出プロセスにおいて、ビレットの予熱温度が低い場合、または押出出口でのビレットの冷却効果が不十分な場合、製品強度と過飽和固溶体の早期析出分解により導電率が低下し、粗く不均一な析出相が生じる(図24)。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
Comparing Examples 25, 35, and 36, in the continuous extrusion process, if the billet preheat temperature is low or the billet cooling effect at the extrusion outlet is insufficient, the product strength and premature precipitation decomposition of the supersaturated solid solution will lead to electrical conductivity. modulus is reduced and a coarse and non-uniform precipitate phase occurs (Fig. 24).

(実施例37)
<ステップ3>
連続押出金型を450℃に予熱する。
(Example 37)
<Step 3>
A continuous extrusion die is preheated to 450°C.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。 Other steps and parameters are the same as in Example 25.

実施例25と37を比較すると、連続押出プロセスで金型の予熱温度が十分でない場合、押出の初期段階で製造された製品の性能は200HV&84%IACSのレベルに達しないことがわかる。その理由は、押出初期のダイキャビティ温度が低いため、過飽和固溶体が早期析出・分解されるためである。また、押出応力が大きすぎるため、金型の寿命が短くなる。 Comparing Examples 25 and 37, it can be seen that the performance of the product produced in the early stages of extrusion does not reach the level of 200HV & 84% IACS if the die preheat temperature is not sufficient in the continuous extrusion process. The reason for this is that the supersaturated solid solution is prematurely precipitated and decomposed due to the low die cavity temperature at the initial stage of extrusion. Also, because the extrusion stress is too high, the life of the mold is shortened.

(実施例38)
<ステップ3>
連続押出の押出比は2である。
(Example 38)
<Step 3>
The extrusion ratio for continuous extrusion is two.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
実施例25と38を比較すると、連続押出プロセスで押出比が低すぎると、材料の変形量が不十分で、材料を効果的に強化できず、製品の強度が低いことがわかる。また、押出温度がやや低く、過飽和固溶体があらかじめ析出・分解されており、導電性が若干損なわれている。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
Comparing Examples 25 and 38, it can be seen that if the extrusion ratio is too low in the continuous extrusion process, the deformation of the material is insufficient to effectively strengthen the material and the strength of the product is low. In addition, the extrusion temperature was slightly low, and the supersaturated solid solution was precipitated and decomposed in advance, and the electrical conductivity was slightly impaired.

(実施例39)
<ステップ3>
連続押出の押出比は10である。
(Example 39)
<Step 3>
The extrusion ratio for continuous extrusion is 10.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
実施例25と例39を比較すると、連続押出プロセスで押出比が高すぎると、製品強度はさらに向上するものの、停止や金型の破損事故が何度も発生し、深刻な事態が発生していることがわかる。装置の耐用年数と生産能力を厳重に損なう。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
Comparing Example 25 and Example 39, if the extrusion ratio is too high in the continuous extrusion process, the product strength will be further improved, but there will be many stoppages and mold breakage accidents, and serious problems will occur. I know there is. Severely impairs equipment service life and production capacity.

(実施例40)
<ステップ4>
冷間圧延の累積変形量は40%である。
(Example 40)
<Step 4>
The cumulative deformation amount of cold rolling is 40%.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
実施例25と例40を比較すると、冷間圧延の累積変形量が小さく、銅クロムジルコニウム板とストリップの加工硬化効果が弱く、転位密度が高くなく、析出力が弱いことがわかる。硬度が低いだけでなく、導電率も低い。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
Comparing Example 25 and Example 40, it can be seen that the cumulative deformation amount of cold rolling is small, the work hardening effect of the copper chromium zirconium plate and strip is weak, the dislocation density is not high, and the precipitation force is weak. Not only does it have low hardness, but it also has low conductivity.

(実施例41)
<ステップ5:時効熱処理>
サンプルを500℃で1時間アニールする。
(Example 41)
<Step 5: Aging heat treatment>
The sample is annealed at 500°C for 1 hour.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
実施例25と41を比較することにより、時効焼鈍保持時間を選択する際に本発明に必要な0.4時間を加えないと、合金元素を完全に時効および析出させることができず、導電率が低くなることが分かる。0.4hの追加は、大規模な炉の装入と小さなサンプルの温度上昇と平均温度特性の違いを注意深く考慮して策定された詳細なル-ルである。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
By comparing Examples 25 and 41, it can be seen that if the 0.4 hour required for the present invention is not added when selecting the aging annealing holding time, the alloying elements cannot be fully aged and precipitated, and the electrical conductivity is found to be lower. The 0.4 h addition is a detailed rule formulated with careful consideration of large furnace charges and differences in temperature rise and average temperature characteristics of small samples.

(実施例42)
<ステップ2:通常の水平連続鋳造後の高温固溶体>
保温炉の温度は1250℃に制御されており、晶析装置には冷却装置が1つしかない従来の銅内壁鋼スリ-ブ水冷晶析装置が採用されている。冷却水の流量は従来のパラメ-タとして50L/分であり、牽引速度は10mm/秒である。銅合金棒は鋳造によって得られる。水平連続鋳造で製造された銅合金棒を固溶化処理する。固溶化処理の温度は900℃、加熱モ-ドはオンライン誘導加熱、処理時間は40分である。焼入れは従来の小穴溶射を採用し、90個のノズルを設定し、ノズル間隔を30mm、ノズルとブランク材料の表面との距離を60mm、水圧を0.3MPaとする。
(Example 42)
<Step 2: High temperature solid solution after normal horizontal continuous casting>
The temperature of the holding furnace is controlled at 1250° C., and the crystallizer adopts a conventional copper inner wall steel sleeve water-cooling crystallizer with only one cooling device. The cooling water flow rate is 50 L/min as conventional parameters, and the traction speed is 10 mm/sec. Copper alloy bars are obtained by casting. A copper alloy rod manufactured by horizontal continuous casting is solution treated. The solution treatment temperature was 900° C., the heating mode was online induction heating, and the treatment time was 40 minutes. The quenching adopts the conventional small-hole thermal spraying, setting 90 nozzles, setting the nozzle interval to 30 mm, the distance between the nozzle and the surface of the blank material to 60 mm, and the water pressure to 0.3 MPa.

その他のステップおよびパラメ-タは、実施例25のものと同じである。
実施例25と42を比較することにより、本発明の水平連続鋳造は、従来の水平連続鋳造および高温固溶体と比較して硬度と導電率の両方を著しく改善し、エネルギ-消耗の大きい高温固溶体工程を必要としないことが分かる。
Other steps and parameters are the same as in Example 25.
By comparing Examples 25 and 42, the horizontal continuous casting of the present invention significantly improves both hardness and electrical conductivity compared to conventional horizontal continuous casting and hot solid solution, and is an energy-consuming hot solid solution process. It turns out that you don't need

表3 製品の性能と実施例の歩留まりの要約

Figure 0007252655000003
Table 3 Product Performance and Example Yield Summary
Figure 0007252655000003

Claims (5)

銅合金の連続押出方法であって、
(1.1) 押出金型は鍛造されニッケル基合金を使用し、該合金は、0.05%のC、15%のCr、6%のMo、5%のW、2%のTi、5.5%のAl、残りはNi、を含み、該合金を、真空製錬法およびエレクトロスラグ再溶解方法により溶融し、さらに均質化処理してから熱間鍛造および熱処理成形するステップと、
(1.2) 押出しを行う前、先に押出金型を500~600℃まで予熱し、銅合金インゴットを700~750℃まで迅速に予熱してからダイキャビティに入れて連続押出することによりブランク材料を得て、ここで、押出ホイ-ルの回転速度を3~8rpm、押出比を3~8、押出隙間を0.6~2mmにそれぞれ制御するステップと、
(1.3) ステップ(1.2)において得られるブランク材料を押出金型の出口で高強度の冷却水スプレーを行い、スプレー装置は噴霧ノズルを使用し、ノズルの間隔は10~20mmであり、さらにブランク材料の寸法に応じてノズルの数が設けられ、ノズルとブランク材料の表面との間隔は10~50mm、水圧は0.5~0.8 Mpaであり、ブランク材料を高温から室温まで急冷させることにより過飽和固溶体の析出分解を防止するステップと、
を有する銅合金の連続押出方法。
A method for continuous extrusion of a copper alloy, comprising:
(1.1) The extrusion die uses a forged nickel-base alloy, which contains 0.05% C, 15% Cr, 6% Mo, 5% W, 2% Ti, The alloy containing 5.5% Al, balance Ni, is melted by vacuum smelting and electroslag remelting, and further homogenized before hot forging and heat treatment forming;
(1.2) Before extrusion, the extrusion die is first preheated to 500-600°C, and the copper alloy ingot is rapidly preheated to 700-750°C, then put into the die cavity and continuously extruded to form a blank. obtaining the material, wherein the rotation speed of the extrusion wheel is controlled to 3-8 rpm, the extrusion ratio is 3-8, and the extrusion gap is 0.6-2 mm;
(1.3) The blank material obtained in step (1.2) is subjected to high-intensity cooling water spray at the exit of the extrusion die, the spray device uses spray nozzles, and the nozzle spacing is 10-20 mm. Furthermore, the number of nozzles is provided according to the dimensions of the blank material, the distance between the nozzle and the surface of the blank material is 10 to 50 mm, the water pressure is 0.5 to 0.8 Mpa, and the blank material is heated from high temperature to room temperature. preventing precipitation decomposition of the supersaturated solid solution by quenching;
A method for continuous extrusion of a copper alloy having
記ニッケル基合金の鍛造は、まず、真空製錬法およびエレクトロスラグ再溶解方法により溶融することで製錬合金インゴットを得ること、続いて、該製錬合金インゴットを1250℃で1~4h均質化処理した後、1000℃~1050℃で等温鍛造により成形させ、変形量が80%~90%であること、続いて、800℃で8~16時間保温し、水で急冷して焼き入れした後、300℃~400℃で1~2時間焼き戻しすること、とのステップにしたがって行われる、
ことを特徴とする請求項1に記載の銅合金の連続押出方法。
The forging of the nickel- based alloy is performed by first obtaining a smelted alloy ingot by melting by a vacuum smelting method and an electroslag remelting method, and then melting the smelted alloy ingot at 1250 ° C. After homogenization, it is formed by isothermal forging at 1000°C to 1050°C, and the amount of deformation is 80% to 90%. and then tempering at 300° C.-400° C. for 1-2 hours.
The method for continuously extruding a copper alloy according to claim 1, characterized in that:
前記銅合金インゴットは、インゴット内の合金元素がいずれも過飽和固溶態の銅合金インゴットである、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の銅合金の連続押出方法。
The copper alloy ingot is a copper alloy ingot in which all alloy elements in the ingot are in a supersaturated solid solution.
The continuous extrusion method for a copper alloy according to claim 1 or 2, characterized in that:
請求項1~3のいずれか一項に記載の銅合金の連続押出方法において使用される金型材料であって、
ッケル基合金であり、該合金は、0.05%のC、15%のCr、6%のMo、5%のW、2%のTi、5.5%のAl、残りはNi、を含
ことを特徴とする銅合金の連続押出方法において使用される金型材料。
A mold material used in the continuous extrusion method for a copper alloy according to any one of claims 1 to 3,
A nickel- based alloy comprising 0.05% C, 15% Cr, 6% Mo, 5% W, 2% Ti, 5.5% Al, balance Ni. including
A mold material used in a method for continuously extruding a copper alloy, characterized by:
請求項1に記載の銅合金の連続押出方法の銅合金製造における使用。 Use of the copper alloy continuous extrusion method according to claim 1 in copper alloy production.
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