[发明专利]一种高强高导耐高温Cu-Cr-Nb-Zr合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高导耐高温Cu-Cr-Nb-Zr合金，其特征在于，该合金的重量百分比组成为：Cr:2-8wt％，Nb:1-7wt％，Zr:0.05-0.55wt％，余量为Cu和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种高强高导耐高温Cu-Cr-Nb-Zr合金，其特征在于，Cr与Nb的原子百分比之比满足：1.0＜Cr/Nb＜3.0。

3.根据权利要求1所述的一种高强高导耐高温Cu-Cr-Nb-Zr合金，其特征在于，所述不可避免的杂质中：Fe＜0.005wt％，O＜0.02wt％。

4.根据权利要求1所述的Cu-Cr-Nb-Zr合金的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)配料：按照上述化学组成进行原材料准备及配料，采用电炉进行熔炼，合金的加入方式及顺序为：先加入Cu，熔化后，保温5-10min后再加入Cr、Zr及Nb，经过充分的除气、除杂后进行熔炼，熔炼温度为1300℃，浇铸温度为1250℃；

(2)锯切：对铸锭的两个端面进行锯切，并车外圆，获得规格为Φ200*350的铸锭；

(3)雾化：对获得的铸锭进行真空感应气雾化，雾化温度为1500℃，粉末的氧含量约为480ppm，氮含量约为8ppm；

(4)包套挤压：对步骤(3)所得的合金粉末进行包套挤压，挤压温度为950℃，制备400*50mm截面尺寸的锭坯；

(5)轧制板材：对上述板材进行铣面处理后进行轧制，轧制后的尺寸为10*500*1500mm；

(6)板材压制：将轧制后的板材进行压制处理，压制成直径为200的半圆；

(7)摩擦焊接：将压制的半圆形进行摩擦焊接，焊接温度为750℃；

(8)将上述制得的内壁材料进行旋压成型及成品机械加工，最终得到高强高导耐高温Cu-Cr-Nb-Zr燃烧室内壁材料。

5.根据权利要求4所述的Cu-Cr-Nb-Zr合金的制备方法，其特征在于，所述Cu采用纯度为≥99.990％的电解铜板，Cr采用CuCr10中间合金加入，Zr采用CuZr中间合金加入，Nb采用CrNb38中间合金的方式加入。

6.根据权利要求4所述的Cu-Cr-Nb-Zr合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的真空感应气雾化过程为：将步骤(2)所获得的铸锭放入真空感应熔炉中熔化，得到金属液，然后，利用紧耦合喷嘴喷将上述金属液喷出，雾化形成微细液滴，通过液滴在落下的过程中的雾化介质进行冷却，得到雾化合金粉末，最后，对得到的雾化合金粉末进行超声振动筛分，得到满足使用要求粒径的合金粉末。

7.根据权利要求4所述的Cu-Cr-Nb-Zr合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，对合金粉末进行包套挤压时，主要包括以下步骤：

S1：首先，将合金粉末添加至模具内摇平，以6-9MPa的预压力压制，保证粉末接触但不变形，即得到合金预压试样；

S2：其次，将得到的合金预压试样放入包套中，并在四柱三梁液压机上进行挤压，其中，挤压压力为180-220t，挤压比为18.27，挤压速率为2-4mm/min，温度350-380℃；

S3：最后，将步骤S2挤压得到的成品放入热等静压设备中，以60-80℃/min的升温速率对其进行致密化烧结并保温8-9min，然后，冷却至室温即可，其中，烧结压力为70-240MPa，烧结温度为1000-1100℃，冷却速率降温至300℃，通过对合金粉末进行预挤压，粉末有效防止包套挤压操作时合金粉末泄露严重的问题，而对挤压得到的成品进行致密化烧结，能够进一步提高合金的致密度，使合金材料内部孔隙收缩闭合，得到高密度的块体材料。