[发明专利]一种提高连铸铜铬银合金杆电导率的方法

说明书

本发明涉及一种提高连铸铜铬银合金杆电导率的方法，属于有色金属材料制备加工领域。以电解铜、铜铬中间合金和银为原料，石墨鳞片、硼砂和冰晶石混合料作为覆盖剂，富镧混合稀土、镁和钛的铜中间合金作为变质剂，采用上引连铸法制备铜铬银合金杆；将连铸得到的铜铬银合金杆经两次连续挤压，及连续拉拔后，进行时效热处理，制成合金杆成品。该方法制得的铜铬银合金线杆导电性能较传统方法制备的线杆明显提高，综合性能优异，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种提高连铸铜铬银合金杆电导率的方法，属于有色金属材料制备加工领域。

背景技术

铜铬银合金是一种兼具高强度和高导电性的合金材料，能够通过非真空连续铸造工艺制备，在电子、电气、航空航天等领域有较大的应用前景。铜铬银合金耐热性较铜铬锆合金稍差，但在合金元素比例接近的情况下其导电性优于铜铬锆合金，有望在导电和传输领域发挥比铜铬锆合金更佳的综合性能优势。影响铜铬银合金导电性的因素包括：合金元素含量和配比、形变热处理状态、合金基体中的杂质种类和含量、晶粒度、缺陷程度、元素偏析等。因此如何有效控制铜铬银合金在制备加工过程中强化相析出数量、杂质相分布、晶界和晶内相分布和演变特征，对于在获得高导电性能的同时保持较高强度至关重要。

发明内容

本发明的目的是提出一种适用于提高连铸铜铬银合金杆电导率的方法，通过此方法可以使铜铬银合金的导电率相对于常规制备方法提高5％IACS以上。此处所指的常规方法是采用木炭作为覆盖剂，不添加变质剂，在铜熔体中添加铜铬中间合金和银，熔化完全后以常规结构结晶器，在1150～1200℃条件下上引连铸，经冷拉拔再固溶时效热处理制备铜铬银合金杆的方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种提高连铸铜铬银合金杆电导率的方法，包括如下步骤：

(1)以电解铜、铜铬中间合金和银为原料，石墨鳞片、硼砂和冰晶石混合料作为覆盖剂，富镧混合稀土、镁和钛的铜中间合金作为变质剂，采用上引连铸法制备铜铬银合金杆；

(2)将连铸得到的铜铬银合金杆经两次连续挤压，及连续拉拔后，进行时效热处理，制成合金杆成品。

步骤(1)中，采用上引连铸工艺制备铜铬银合金杆包括以下具体步骤：先加入电解铜，铺上覆盖剂，待电解铜熔化完全，加入变质剂，搅拌静置后加入铜铬中间合金和银，熔化完全后开始上引连续铸造，连铸时采用加长型结晶器。

所述的覆盖剂中石墨鳞片、硼砂、冰晶石三者之间的重量比为(0.9～1.1):(0.9～1.1):(0.9～1.1)，即石墨鳞片、硼砂、冰晶石的重量份分别为：0.9～1.1份、0.9～1.1份、0.9～1.1份；优选为等重量比，即1:1:1。所述的覆盖剂应覆盖整个熔体，厚度70～130mm。

所述的变质剂由富镧混合稀土-铜中间合金、镁-铜中间合金和钛-铜中间合金组成，其中，富镧混合稀土、镁和钛之间的重量比为(1.9～2.1):(1.9～2.1):(0.9～1.1)，即富镧混合稀土、镁和钛的重量份分别为1.9～2.1份、1.9～2.1份、0.9～1.1份；优选的，所述的变质剂中富镧混合稀土、镁、钛的重量比例为2:2:1。所述的变质剂占熔体总质量分数的0.005％～0.010％。

采用步骤(1)中所述的特殊配制的覆盖剂和变质剂能够控制合金熔体中Mn、Ni、Pb、S、Sb、Sn或Zn单个元素质量分数小于0.005％，总质量含量低于0.03％。

所述的加长型结晶器的长度为1.5m；上引连铸工艺中采用了长度1.5m的加长型结晶器，增加了冷却区间长度，以调节连铸速度和冷却水强度来控制合金铸坯晶粒度，制备连铸合金线杆。

在连续铸造工艺中，当铜铬银合金中铬的质量分数高于0.3％时，采用的铸造工艺参数为熔体温度为1350℃，连铸速度为0.8m/min；当合金中铬的质量分数低于0.3％时，采用的铸造工艺参数为熔体温度为1250℃，连铸速度为1.2m/min。