[发明专利]一种高导电高强CuFeNb系弹性铜合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高导电高强CuFeNb系弹性铜合金，以重量百分比计，该CuFeNb系弹性铜合金中包含以下含量的成分：Fe 0.5‑30.0％、Nb 0.05‑5％、Co 0.05‑2.0％、Ag 0.05‑2％、Mg 0.1‑0.5％、Cr 0.1‑0.5％、B 0.1‑0.5％、P 0.1‑0.5％；其余为Cu以及不可避免的杂质。该CuFeNb系弹性铜合金的合金成分合理，强化相分布均匀，体积分数高，合金的强度高、塑性高、导电率高。本发明还提供了制备该弹性铜合金的粉末冶金法和熔铸法，这些制备方法工艺流程短，操作简单，生产成本低，适于工业化生产。

技术领域

本发明属于高强高导铜合金技术领域，尤其涉及一种高导电高强CuFeNb系弹性铜合金及其制备方法。

背景技术

弹性铜合金是导电弹性器件的关键材料，当其应用于舰船、航空航天、电工电子、机器仪表、汽车工业、轨道交通、海洋输运等领域时要求具有较高的使用性能。由于Fe在铜中的溶解度非常低，添加的Fe一般会以Fe颗粒的形式存在于Cu基体中，因此传统的高强高导电Cu-Fe系合金通常采用低合金化，能够添加的Fe元素及其他合金化元素有限，制备得到的合金的强化相密度低、体积分数低、尺寸大，合金的力学性能提高有限；同时由于铸造过程中存在非平衡凝固相尺寸大、分布不均匀等问题，也会影响合金经形变热处理后的力学性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种高导电高强CuFeNb系弹性铜合金及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种高导电高强CuFeNb系弹性铜合金，以重量百分比计，所述高导电高强CuFeNb系弹性铜合金中包含以下含量的成分：Fe 0.5-30.0％、Nb 0.05-5％、Co 0.05-2.0％、Ag0.05-2％、Mg 0.1-0.5％、Cr 0.1-0.5％、B 0.1-0.5％、P 0.1-0.5％；其余为Cu以及不可避免的杂质。

上述的高导电高强CuFeNb系弹性铜合金，优选的，以重量百分比计，所述高导电高强CuFeNb系弹性铜合金中包含以下含量的成分：Fe 10-15.0％、Nb 1-2％、Co 1.0-1.5％、Ag 0.5-0.6％、Mg 0.1-0.2％、Cr 0.1-0.2％、B 0.1-0.2％、P 0.1-0.2％；其余为Cu以及不可避免的杂质。

本发明的高导电高强CuFeNb系弹性铜合金中Fe析出相在铜基体内呈亚微米级均匀分布，Nb、Co、Ag、Mg、Cr、B和P主要以溶质原子或者纳米粒子分布。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种如上述的高导电高强CuFeNb系弹性铜合金的制备方法，即粉末冶金法，包括以下步骤：

(1)按照元素组成的重量百分比备料，将铜源、铁源、铌源、钴源、银源、镁源、铬源、硼源和磷源分别熔化后混合均匀，然后将合金熔体采用气雾化法制粉得到铜合金粉末，再经干燥、筛分后得到分级后的CuFeNb系合金粉末；

(2)将步骤(1)后的CuFeNb系合金粉末压制成粉末压坯，然后在还原性气氛下烧结，得到烧结坯；

(3)将步骤(2)后的烧结坯进行热挤压和冷拉拔丝处理，得到丝材；

(4)将步骤(3)后的丝材进行时效处理，得到所述高导电高强CuFeNb系弹性铜合金。