[发明专利]一种高强高导铜合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高强高导铜合金及其制备方法，属于先进铜合金制备技术领域。所述制备方法包括以下步骤：(1)氧化铜粉末的预处理；(2)合金熔炼：将铜铪合金在真空度为10^‑1～10^‑3Pa环境中进行真空熔炼得到合金熔液；(3)铸锭制备：将氧化铜粉末加入到步骤(2)中所得合金熔液中，经搅拌混合均匀后，保温反应进行1～10min，待充分反应后进行快冷凝固，得到铸锭；(4)铸锭变形加工：将步骤(4)中所得铸锭进行热挤压变形加工，最终得到高强高导铜合金制品。本发明工艺流程简单，可操作性强。所得铜合金材料具有很好的机械性能。

技术领域

本发明属于先进铜合金制备技术领域，尤其是涉及了一种以铜铪合金为原料制备高强高导铜合金的方法。

背景技术

铜合金具有高强、高导、耐磨损、耐腐蚀等优异的力学、物理、化学性能，广泛应用于电子电气、轨道交通、海洋工程等诸多领域。但随着应用工况对材料性能要求的不断提升，对于铜合金的要求越来越高，传统的铜和铜合金很难兼顾力学性能和传导性能。弥散强化铜以少量纳米级颗粒分布在铜基体中，可以有效阻碍位错运动与晶界滑移，从而有效提升了铜材料的力学性能，并保持优异的导热导电性能，因此高强高导弥散强化铜成为研究热点。

目前弥散强化铜材料以氧化铝弥散强化铜为典型代表，主流制备方法以内氧化法(如专利号ZL 201410132717.1、ZL 201611004207.1)和机械合金化法(如专利号ZL201210508556.2)为主。其中专利ZL 201611004207.1的技术以粉末冶金方法为主，可实现纳米氧化铝颗粒在铜基体中的弥散分布，材料力学、传导性能较为优异，但制备工艺流程较长，难以实现大规模、单批次高效制备的问题，从而限制了实际推广应用。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强高导铜合金及其制备方法，本发明工艺流程简单，可操作性强。

本发明的技术方案如下：

一种高强高导铜合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)合金熔炼：将铜铪合金在真空度为10^-3～10^-1Pa环境中进行真空熔炼得到合金熔液；

(2)铸锭制备：将氧化铜粉末加入到步骤(1)中所得合金熔液中，经搅拌混合均匀后，保温反应进行1～10min，待充分反应后进行快冷凝固，得到铸锭；

(3)铸锭变形加工：将步骤(2)中所得铸锭进行热挤压变形加工，最终得到高强高导铜合金制品。

步骤(1)中所述铜铪合金中铪的质量分数为0.1％～1％，熔炼温度为1150～1300℃。

步骤(2)中所述氧化铜粉末粒径为0.5～5μm，氧化铜粉末与铜铪合金的质量比为0.56:1。

步骤(2)中所述氧化铜粉末经过了预处理，预处理的具体步骤为：将铜盐溶解于水中得到铜盐溶液，随后加入乙醇，并超声分散，制备得到均匀溶液；向上述均匀溶液中逐滴加入氨水调节溶液的pH至7.3-7.8，并超声90-150min，超声反应结束后固液分离取固相，并用水和乙醇分别依次洗涤至少五次，随后固相物质在350-700℃条件下煅烧5-10h，反应结束后冷却至室温，最后研磨即得氧化铜颗粒。

所述铜盐包括氯化铜、硝酸铜、硫酸铜中一种或两种以上。

所述铜盐浓度为0.02-0.05mol/L。

所述铜盐溶液与乙醇的体积比为：1:5～20。

步骤(3)中所述挤压比为10:1～50:1，挤压温度为400～950℃。

本发明有益的技术效果在于：