[发明专利]一种高导铜合金材料及其制备方法

说明书

本发明属于铜合金材料技术领域，特别是涉及具有高导电率的铜合金材料及其制备方法。本发明提供了一种高导铜合金材料及其制备方法，通过调配合金成分及加工工艺，改善了合金组织结构，提高了铜合金的导电性能及硬度。合金采用纯度大于99.95％的铜、银、镉为原材料，以质量百分比计，铜为80～99％、镉为0.5～10％、银为0～10％，将原料按设计成分比混合，采用真空感应熔炼方法，在1200℃～1250℃温度下熔炼而成，后经过热处理和轧制工艺，制备得出系列铜合金材料。该材料在具有较高强度的同时，满足对高电导率的性能要求。此外，本发明工艺简单，控制容易，在诸多工业领域具有广泛用途。

技术领域

本发明属于铜合金材料技术领域，特别是涉及具有高导电率的铜合金材料及其制备方法。

背景技术

纯铜具有良好的延展性及导电导热性能，但在较高的温度下，其强度便急剧降低。冷变形虽可提高铜的强度和硬度，但纯铜的再结晶温度低，受热时温度一超过230℃，由于再结晶的软化作用，加工硬化的效果就趋于消失。在理论研究和工业生产中，通常在纯铜中添加合金元素，使铜与其他金属合金化形成具有固溶强化或时效强化效应的合金，从而提高基体强度，满足高温环境中对铜材料的力学性能和导电导热性能的要求。

电工行业用铜银合金由于纯度高，含氧量少的特点，具有良好的抗氢脆性、抗电弧能力和优良的加工性能、焊接性能，被广泛应用于中等负荷和轻负荷的开关、断路器和接触器中，也用作微电机滑环和整流片等滑动接点材料，同时也在高脉冲磁场导体材料、集成电路引线框架、电车及电力火车架空导线、磁悬浮列车强磁场磁铁和导电簧片等众多领域得到应用。

铜银合金可因固溶强化提高强度和硬度，降低银的熔点使合金的铸造性能得到改善，但会引起导热、导电性能降低，抗氧化及抗腐蚀性能变坏。长期以来，在铜银合金的研究和制备中存在着高强度和高导电率之间的矛盾，为了解决这一问题，需要选择合理的合金化元素及制备手段，尽可能改善合金的显微组织和结构，以提高材料的物理、力学和电学等性能。

经检索发现，到目前为止，还未见有人尝试采用同时含有Cu、Cd、Ag为金属原料，通过控制原料中的Cd、Ag含量，利用真空感应熔炼的方法制备高导铜合金材料的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高导铜合金材料及其制备方法，通过科学设计合金成分配比、优化制备方法和加工工艺、改善合金组织结构，以提高铜合金的硬度及导电性能。本发明通过以下技术方案实现：

本发明一种高导铜合金材料；所述高导铜合金材料以质量百分比计；由下述组分组成：

Ag：0～10％、优选为0.5～10％、进一步优选为1.5～6％；

Cd：0.5～10％、优选为1.5～6％；

Ni：0～10％、优选为0～5％；

余量为Cu。

作为优选方案，本发明一种高导铜合金材料；以质量百分比计，所述高导铜合金材料由下述组分组成：Cu 86～95.5％、Cd 3％、Ag 1.5～6％、Ni 0～5％。

进一步优化方案，以质量百分比计，所述高导铜合金材料由下述组分组成：Cu 94～95％、Cd 3％、Ag 2～3％。

作为更进一步的优选方案，以质量百分比计，所述高导铜合金材料由下述组分组成：Cu 95％、Cd 3％、Ag 2％。

本发明一种高导铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配料

设计组分配取铜源、银源、镍源、镉源，作为原料；

(2)抽真空

将原料置于真空感应熔炼炉内，抽真空，使得熔炼室和凝固室的真空度在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa；