[发明专利]高性能弥散铜合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高性能弥散铜合金，其中包含质量百分比计的Al₂O₃0.04～0.9％，Cr0.1～1.0％，余量为铜，本发明还提供了上述高性能弥散铜合金的制备方法。本发明提供的高性能弥散铜合金，同时具有较高的导电率和强度，采用本发明提供的制备方法，通过成分的调控，可获得目前综合性能最优的导电率高于80％IACS、强度高于800MPa的“双80铜合金”。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及高性能弥散铜合金及其制备方法。

背景技术

Al₂O₃纳米弥散强化铜合金是一种具有优良综合物理性能和力学性能的结构功能材料，它兼具高强度、高导电性能和良好的抗高温软化性能。弥散强化铜合金常见的制备方法包括：机械混合法、共沉淀法、硝酸盐熔融法、内氧化法等。目前采用内氧化技术制备Al₂O₃纳米弥散强化铜合金是最为有效的制备方法。

内氧化法的具体过程是先将成分合适的Cu-Al合金熔炼后，气(水)体雾化喷粉，再与适量的氧化剂混合，在密闭容器中加热进行内氧化，溶质元素Al被表面扩散渗入的氧优先氧化生成Al₂O₃，随后将复合粉末在氢气中还原，除去残余的Cu₂O(CuAlO₂)，然后将粉末包套、抽真空、挤压或热锻成形。CN104911383B公开了一种制备Al₂O₃弥散强化铜合金的方法，该发明以CuAl合金粉和Cu₂O粉为原料，按比例混合均匀，先在氮气气氛中进行内氧化，经破碎、过筛后在氢气中进行还原，制备Al₂O₃弥散铜合金粉末，然后高速压制合金粉末成压坯，最后将压坯直接置于热等静压炉内，进行热等静压，得到Al₂O₃弥散强化铜合金，该发明采用高速压制成形获得高致密度的压坯，无需对压坯进行包套即直接进行热等静压，工艺过程简单，适合于批量生产。CN1291049C公开了一种弥散强化铜合金，该弥散强化铜合金中铝的含量为0.05～0.6％，余量为铜，用氮气或高压水雾化制取的铜-铝合金粉末经过混料、冷等静压、热处理等步骤制备得到，该铜合金兼具良好的导电、导热性能。

然而，在内氧化法制备的过程中，如果Al未能充分的从铜基体中以Al₂O₃粒子的形式充分析出，则合金的强度和导电率都会受到影响，现有技术中，内氧化法制备弥散强铜合金的 Al含量不能超过1.1wt％，否则内氧化不能充分进行，对应Al₂O₃纳米弥散强化铜合金的最高强度一般不超过620MPa，导电率75％IACS左右。

综上，虽然Al₂O₃纳米弥散强化铜合金具有高强度、高导电性能和良好的抗高温软化性能的潜力，然而现有的弥散铜合金，尚无法满足3C、IT、AI、超高压输变电、航空航天和高速轨道交通领域对铜合金材料同时具有高强度和高导电率的要求。

发明内容

为解决现有技术中，现有的弥散铜合金无法达到双80铜合金性能的问题，本发明的目的之一是提供一种高性能弥散铜合金。

本发明的目的之二是提供上述铜合金的制备方法。

为实现上木目的，本发明采用以下技术方案：

高性能弥散铜合金，包括以下质量百分比计的组分：

Al₂O₃ 0.04～0.9％，

Cr 0.1～1.0％，

余量为铜。

优选地，包括以下质量百分比计的组分：