[发明专利]一种高强高导耐热的铜铬系合金及制备方法

说明书

本发明实施例提供了一种高强高导耐热的铜铬系合金及制备方法，该高强高导耐热的铜铬系合金含有Y₂O₃、Al₂O₃、Cr、Tm₂O₃、La₂O₃和铜，该铜铬系合金中，通过Y₂O₃、Tm₂O₃、La₂O₃复配产生的协同作用，以及各元素含量的合理搭配，得到了一种无须添加贵金属的高强高导耐热的铜合金，降低了材料成本，其在室温下抗拉强度大于700MPa，导电率高于85％IACS，相比同类合金，各步骤熔炼所需的温度更低，进一步节省了能耗，且将其用于连铸结晶器铜管时，使用寿命高于普通紫铜管2.5倍。

技术领域

本发明属于合金制备技术领域，具体涉及一种高强高导耐热的铜铬系合金及制备方法。

背景技术

高强高导耐热的铜合金因具有优良的物理和力学综合性能，被广泛应用于大规模集成电路引线框架，电气工程开关触桥，连铸机结晶器内衬，高脉冲磁场导体，大功率异步牵引电动机转子和电气化铁路接触导线等。

CN107794402A公开了一种高强高导铜合金线材，该高强高导铜合金线材含有Ag、Au，余量为铜，制备该高强高导铜合金线材的方法为：先制备铜合金，将铜、银、金放入真空熔炼炉中，在真空环境下将三种金属熔化并保温，然后真空冷却，再制备铜合金杆，将制备好的合金放入真空连铸炉中进行真空连铸，连铸成铜合金杆，然后拉丝，将制备好的铜合金杆进行单方向拉丝，虽然该制备工艺易于操作、可行、适用于中小批量高强高导铜合金线材的生产，虽然该高强高导铜合金线材在大幅提高抗拉强的同时保证了很高的导电率，延伸性非常好极易拉细，可拉制成0.03mm的极细线，而且有很好的耐屈曲性和耐温性，然而，其中使用的银和金价格昂贵，该高强高导铜合金的成本太高。CN105936983B公开了一种高强高导铜合金材料，该高强高导铜合金由Cr、Be、Ni、Si、Zn、Ag和Cu组成，该铜合金材料在成分设计上，选择加入低含量时对铜合金导电能力影响很小的合金元素，在保证铜合金基体导电性能前提下，综合考虑铜合金固溶强化和时效硬化等因素，有利于合金相晶粒细化，保证在不降低铜合金材料导电性能的情况下，大幅度提高铜合金力学性能，有效地解决了高强高导铜合金基体强度与导电率矛盾的问题，同时，还具有优良的耐高温性能，热稳定性好，但是，该合金中加入了Ag，大幅增加了材料的成本。CN106978546B公开了一种复合强化高强高导铜合金及其制备方法，该合金由以下构成：Cr、选自Ag、In中的至少一种元素、以及选自La、Ce、Y中的至少一种元素，余量为Cu和不可避免的杂质元素。该发明的复合强化高强高导铜合金通过复合强化高强高导铜合金的成分优化，可以得到高强度、高导电、高抗软化温度的铜合金框架带材或合金线材，可以满足集成电路用框架材料和接触线、合金线等高强高导线材的使用需求，然而，该合金中同样不可避免的加入了Ag，造成成本高昂。CN106591610B公开了一种放电等离子烧结制备高强高导铜合金的方法，该发明以气雾化Cu-Ag-Zr合金粉末为原材料，通过放电等离子烧结得到了成分、组织均匀，晶粒细小，强度高、导电导热性能优良的成品，该发明利用等离子烧结快速成形特点以及气雾化合金粉末快速凝固组织特点，通过各参数的协同作用，实现粉末烧结与第二相均匀析出，使合金的强度和电导率均得到有效提高。同时，该发明所设计的工艺简单，制备周期短、所得成品质量优良。

综上，现有的高强高导耐热的铜合金中不可避免的添加了贵金属如Ag和Au等，增加了材料的成本，限制了高强高导耐热的铜合金的广泛应用。因此，仍需通过新的方法开发高强高导耐热的铜合金。

发明内容

为解决现有技术中，高强高导耐热的铜合金中不可避免的添加了贵金属如Ag和Au等，材料成本过高的问题，本发明的目的之一是提供一种高强高导耐热的铜铬系合金。

本发明的目的之二是提供上述高强高导耐热的铜铬系合金的制备方法。