[发明专利]一种高导电高强铜铁合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导电高强铜铁合金及其制备方法，按Fe含量为5‑25wt.％，余量为Cu及不可避免的杂质，将合金原料采用雾化法制备成合金粉末；将合金粉末进行烧结处理，得到烧结坯；将烧结坯进行冷加工变形处理，得到变形态Cu‑Fe材料；将变形态Cu‑Fe材料进行时效处理，变形‑时效处理多次得到高导电高强铜铁合金。采用本发明方法制备高导电高强铜铁合金能解决高强高导电铜铁合金中Fe析出相分布不均匀的问题，可实现铜基体内Fe析出相的亚微米级乃至纳米级的均匀分布，保持合金高导电率的前提下最大限度提高合金强度，合金的断裂延伸率以及导电性能也有所改善。

技术领域

本发明属于铜铁合金领域，尤其涉及一种高导电高强铜铁合金的制备方法。

背景技术

传统的高强高导电铜铁合金通常采用铸造后单次冷变形(轧制，拉拔或锻造等)和单次长时间高温热处理等方法制备得到。由于铸造过程以及长时间高温热处理过程中均存在Fe析出相尺寸大、分布不均匀等问题，导致制备得到的铜铁合金力学性能难以实现最优，仍然存在力学性能不足的问题。

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铜铁合金及制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种高导电高强铜铁合金的制备方法，包括下述的步骤：

(1)按Fe含量为5-25wt.％，余量为Cu及不可避免的杂质，将合金原料采用雾化法制备成合金粉末；

(2)将合金粉末进行烧结处理，得到烧结坯；

(3)将烧结坯进行冷加工变形处理，得到变形态Cu-Fe材料；

(4)将变形态Cu-Fe材料进行时效处理；依次重复进行步骤(3)和(4)，变形-时效处理多次得到高导电高强铜铁合金；所述冷加工变形处理单次变形量为0-30％，总变形量为0-90％；所述时效处理的温度为200-400℃，时间为0.5-1.5h。

进一步的，步骤(1)所述雾化法为气雾化法或水雾化法，所述气雾化法采用氮气或者氩气雾化，气体流量为0.02-0.24m³/s，气体压力为0.5-0.9MPa，雾化熔体温度为1050-1350℃；所述水雾化法，水流量为110-380kg/min，水压为5.5-20MPa，雾化熔体温度为1050-1350℃。

进一步的，步骤(1)中所述合金粉末的粒度为10-100μm。

进一步的，步骤(2)所述烧结处理包括：首先将合金粉末在30-300MPa的压力下压制得到粉末压坯；然后在还原气氛下，将粉末压坯在900-1300℃条件下进行烧结，时间为0.5-2h，或者在还原气氛下，采用电火花活化烧结将合金粉末进行烧结，烧结温度为800-950℃，保压时间为10-45min。

进一步的，所述还原气氛是指氢气、分解氨或一氧化碳中的一种以上气氛。

进一步的，步骤(3)所述冷加工变形处理包括冷轧、拉拔或冷锻，在室温下进行。

进一步的，步骤(3)所述单次变形量为20-30％，总变形量为60-90％。

进一步的，步骤(4)所述时效处理的温度为250-350℃，时间为0.5-1h。

进一步的，依次重复进行步骤(3)和(4)，变形-时效处理总次数达三次以上。

本发明提供的一种高导电高强铜铁合金，由所述的制备方法制备得到，该合金导电率为50-70％IACS，抗拉强度为620-1060Mpa，在120℃×1000h条件下的应力松弛率80-86％。