[发明专利]一种Cu-Ag-Fe-C系合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Cu‑Ag‑Fe‑C系合金及其制备方法，该Cu‑Ag‑Fe‑C系合金按质量百分比由如下组分组成：Ag，0.5‑3％；Fe‑C预合金，10‑15％，余量为Cu。其制备方法包括：Cu和Ag的熔炼步骤，Fe‑C预合金的加入步骤，快速凝固步骤，以得到Fe‑C预合金颗粒均匀分布于Cu‑Ag基体中的Cu‑Ag‑Fe‑C系合金。本发明方法可以提高Cu‑Fe系合金的导电率和抗拉强度，得到的铸态合金的抗拉强度为420‑500MPa，导电率为40‑55％IACS。

技术领域

本发明涉及一种铜合金的制备方法，更具体地，本发明涉及一种Cu-Ag-Fe-C系合金及其制备方法。

背景技术

铜合金具有良好的导电导热性、延展性和力学性能，是电子信息、电力、能源、船舶和机械等重要产业发展的关键功能材料。与其它体系的高强高导铜合金相比，Cu-Fe系中合金元素Fe的熔点相对较低、较易熔炼，且Fe与Cu的不溶混间隙小，合金的变形能力较好，可加工性较好，所以关于Cu-Fe系合金的研究受到了重视，成为高强高导铜合金发展的重要方向之一。

目前，高强高导Cu-Fe系合金主要利用常规熔铸法制备初合金，然后对初合金进行后续的热处理、变形等加工，获得最终使用状态的Cu-Fe系合金。在熔铸制备初合金时，由于凝固冷却速度较快，很容易导致Cu基体中固溶大量的Fe元素，严重降低Cu-Fe合金的导电性。虽然在后续热处理、形变热处理等过程中过饱和的Fe不断析出，但低温下Fe的扩散速度很慢，很难将Cu中固溶的Fe完全析出，而Fe在Cu中的固溶是降低Cu-Fe合金的最主要影响因素。所以为了提高Cu-Fe合金的导电性，需要降低Fe在Cu中的固溶量。

已有的方法常采用形变、热处理、强磁场、多元合金化等，但都不能很好地解决此问题。例如：Ag被认为是损害Cu合金导电性作用最小的元素，可是利用Ag对Cu-Fe合金进行合金化制备的Cu-Fe-Ag合金，其铸态Cu基体中仍然固溶2.5％以上的Fe。由于低温下Fe的扩散速度很慢，所以其他方法虽然可以降低Cu中Fe的固溶量，但同样无法将Cu中固溶的Fe减少到很低的状态。

因此，急需一种可以更加有效地降低Cu中固溶的Fe的方法。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种Cu-Ag-Fe-C系合金及其制备方法。

一种Cu-Ag-Fe-C系合金，按质量百分比，所述Cu-Ag-Fe-C系合金由如下组分组成：Ag，0.5-3％；Fe-C预合金，10-15％，余量为Cu。

在上述Cu-Ag-Fe-C系合金中，作为一种优选实施方式，所述Fe-C预合金中C含量为0.8～1.8wt％(比如：0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％)。

一种Cu-Ag-Fe-C系合金的制备方法，包括：

Cu和Ag的熔炼步骤，将固体原料Cu和Ag进行熔炼处理，得到液态Cu-Ag合金液；

Fe-C预合金的加入步骤，将Fe-C预合金粉加入所述液态Cu-Ag合金液中进行搅拌处理，得到混合均匀的熔炼料；

快速凝固步骤，将所述熔炼料进行快速凝固处理，得到Fe-C预合金颗粒均匀分布于Cu-Ag基体中的Cu-Ag-Fe-C系合金。