[发明专利]一种高性能Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金板带制备方法

说明书

本发明提出一种高性能Cu‑Cr‑Zr‑Mg‑Si合金板带制备方法，属于有色金属薄带材的成型加工领域；所述方法包括步骤：按照一定质量比配制含有Cu、Cr、Zr、Mg、Si的原料、熔炼获得熔体、经热轧制成锻坯试样、多向锻造、再结晶退火、快速变形、退火处理；本发明在细化晶粒基础上，引入大量的纳米级孪晶层错组织、层错组织和大量弥散析出相强化组织性能，最终获得高强度、高导电性、高延伸率的高性能铜合金带材产品。

技术领域

本发明属于有色金属薄带材的成型加工领域，涉及一种高性能铜合金板带加工方法，具体为一种高性能Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金板带制备方法。

背景技术

铜合金具有较高的力学性能和优良的导电导热性能，是一类非常重要的结构功能一体化特种合金材料，在当今社会，发挥着不可替代的作用。截止目前，高性能铜合金己经被广泛应用于微电子、轨道交通、电力传输、航空航天等多个领域。近年来，随着高科技产业的迅速发展，特别是微电子、轨道交通等领域的快速发展，对铜合金的性能提出了越来越高的要求，需要铜合金在具备高导电性的同时兼备高强度和高硬度。

目前，高性能铜合金体系主要有CuCrZr系，CuNiSi系、CuFeP系等，其中CuCrZr铜合金导电率最高可达80% IACS以上，是一种最具潜力的铜合金材料。然而该类合金抗拉强度一般难以超过450Mpa，这大大限制CuCrZr系铜合金的使用范围，因此，开发新型CuCrZr系高性能铜合金将是未来主要的发展方向。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种高性能Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金板带制备方法，以提高CuCrZr系铜合金的性能。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种高性能Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金板带制备方法，包括以下步骤：

1）按照质量比Cu:Cr:Zr:Mg:Si=98-99:0.5-1.2:0.05-0.1:0.02-0.06:0.005-0.015配比合金成分进行合金配料。

2）将配比好的合金进行熔炼得到Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金熔体；对Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金熔体进行铸造并经热轧制成锻坯试样。

3）对所述的锻坯试样进行多向锻造，即按照Z轴-Y轴-X轴的顺序进行多道次多向模锻。

4）将多向锻造后的试样进行再结晶退火处理，再结晶退火温度为600-700℃，时间为20-40min，再结晶退火后平均晶粒尺寸为2-5μm。

5）将经过再结晶退火的试样进行快速变形，变形速率为10³/s，变形量为85-95%。

6）将经过快速变形的试样进行退火处理，得到Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金板带。

优选的，步骤3中，每一道次的工程应变ε=1.2。

优选的，步骤4中是将多向锻造后的试样置于真空退火炉内进行再结晶退火处理，真空退火炉的真空度为10^-1Pa。

优选的，步骤4中，再结晶退火温度为650℃，时间为30min。

优选的，步骤5中采用霍普金森杆对试样进行快速变形。

更优的，变形量为90%。

优选的，步骤2中，将配比好的合金进行真空感应熔炼，真空度为10^-2Pa。

更进一步，所述的真空感应熔炼具体步骤为：先加入电解Cu，快速熔化，将熔炼温度提升至1480℃，然后依次加入CuMg中间合金、CuCr 中间合金、CuZr中间合金，充分熔炼搅拌，获得Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金熔体。