[发明专利]一种Cu-Cr-Zr合金带材的短流程制备方法

说明书

技术领域

本发明属于Cu-Cr-Zr合金制备技术领域，具体涉及一种Cu-Cr-Zr合金带材的短流程制备方法。

背景技术

Cu-Cr-Zr合金是高强高导铜合金中具有优良综合物理性能和力学性能的结构-功能材料，既具有高的强度和良好的塑性，又继承了纯铜优良的导电性，广泛应用于高压电气、连铸机结晶器、高速铁路接触线、热核实验反应堆冷却墙壁、微波管结构和导电部件、电磁炮轨道、航空航天插接件连接线等领域，对重大工程项目的实施具有重要意义。

高强高导Cu-Cr-Zr系合金的传统生产模式为熔炼→浇铸→后处理，目前对高强高导Cu-Cr-Zr系合金的研究主要集中在对其后处理(固溶时效强化等工艺)的研究上。目前，国内外普遍采用的强化技术工艺为固溶淬火+冷变形+时效，其中，固溶淬火形成过饱和固溶体，冷变形可造成位错、空位等缺陷，以增加时效时的形核率，时效时形成高度弥散的Cr粒子和Cu₃Zr粒子以强化合金。

目前，Cu-Cr-Zr系合金中以板带材应用最为广泛。Cu-Cr-Zr合金带材的传统制备工艺包括下列步骤：熔炼、铸造、热挤压、二次加热、固溶处理、冷变形、时效处理。现有技术中，又有专利CN101733621A公开了一种Cu-Cr-Zr系合金板材的改性制备方法，具体包括以下步骤：熔铸、铸锭热轧、热轧板固溶、板材表面打磨、冷轧、时效。上述制备方法虽然能获得综合性能良好的Cu-Cr-Zr系合金板带材，但是上述制备工艺普遍存在工序多、工艺复杂、板带固溶困难、生产周期长，成本高、能耗高、污染排放严重的问题，不能满足工业化大规模生产的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种Cu-Cr-Zr合金带材的短流程制备方法，解决现有Cu-Cr-Zr系合金板带材生产工艺复杂、生产周期长的问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种Cu-Cr-Zr合金带材的短流程制备方法，包括下列步骤：

1)坯料加热：取Cu-Cr-Zr合金铸坯，加热并保温，得高温坯料；

2)同步挤压固溶：将步骤1)所得高温坯料进行挤压，挤压出的毛坯置于水中进行水封固溶处理，即得所述Cu-Cr-Zr合金带材。

步骤1)中，所述加热指加热至850～1050℃；所述保温的时间为10～90min。

步骤2)中，所述挤压用的挤压筒和挤压模具在使用前进行预热；预热的温度为450～550℃。

步骤2)中，所述水的温度为15～25℃。

所述水封固溶处理的时间为30～60min。

步骤2)中，水封固溶处理后所得固溶带材可直接进行冷轧变形。

所述冷轧变形后的带材在保护气氛下进行时效处理。

所述保护气氛为氩气或氮气。

所述时效处理的温度为400～600℃，时间为0.25～6h。

Cu-Cr-Zr合金热挤压的温度在900～1050℃之间，而该合金的传统固溶处理温度为950～1000℃，保温时间为10～90min，因此在进行热挤压时充分保温，使毛坯挤压后保持在固溶温度，直接进行固溶处理，然后进行后续冷变形，可大大缩短工艺流程。

本发明的Cu-Cr-Zr合金带材的短流程制备方法，是将Cu-Cr-Zr合金铸坯加热后进行同步挤压固溶，即挤压后直接置于水中进行水封固溶处理，将传统工艺的铸坯挤压-二次加热-固溶处理优化为挤压与固溶处理同时进行，固溶处理后可直接进行后续冷变形，减少了加工工序，简化了生产工艺，大大缩短了工艺流程，省去了二次加热用加热炉的设备投入，降低了生产成本，提高了劳动效率，同时克服了传统Cu-Cr-Zr合金带材固溶困难的问题；所得Cu-Cr-Zr合金带材具有优异的力学性能和电学性能，具有广阔的应用前景；该短流程制备方法工艺简单，操作方便，成本低，适合大规模工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式中，所用Cu-0.33Cr-0.06Zr合金铸坯是指合金中，Cr的质量百分含量为0.33％，Zr的质量百分含量为0.06％，余量为Cu。

实施例1

本实施例的Cu-Cr-Zr合金带材的短流程制备方法，包括下列步骤：

1)坯料加热：取Cu-0.33Cr-0.06Zr合金铸坯，在箱式炉中加热至850℃，保温90min使铸坯受热均匀，得高温坯料；

对挤压机中的挤压筒和挤压模具进行预热，预热温度为450℃；