[发明专利]一种高强高导铜铬锆厚壁管的制备方法

权利要求书

1.一种高强高导铜铬锆厚壁管的制备方法，其特征在于，所述高强高导铜铬锆厚壁管，按照重量百分比计，包括Cr：0.8～1.0％，石墨烯：0.08～0.12％，Zr：0.06～0.10％，Be：0.9～1.5％，杂质含量≤0.1％，Cu：余量；所述高强高导铜铬锆厚壁管的制备方法包括以下步骤：

将石墨烯粉末放入混合器中，并加入粒径为60～160 nm的CeCl₃粉末、粒径为30～100nm的纳米硅粉以及粒径为80～150 nm的纳米镁粉，水浴加热18～22 h，加热温度85～100℃，并持续搅拌；其中，石墨烯粉末、CeCl₃粉末、纳米硅粉、纳米镁粉按照质量百分比2：（0.5～1）：（1.5～2.5）：（1.2～2.2）混合；

S1：熔炼

将铬块、铜锆中间合金和电解铜板放入真空中频感应炉中，在保护气体氛围下抽真空至真空度为4.0～6.0 Pa，熔炼温度为1300～1380℃，得到合金熔融液；加入石墨烯粉末，搅拌均匀、对合金熔融液进行精炼30～40min，并在精炼时加入变质剂；除气脱氧后将合金熔融液引入模具中，冷却并持续搅拌，形成45～50%体积液相的半固态的材料，然后在温度为420～460℃，保温2～3 h，进行半固态成形；脱模，然后锻压得到铜铬锆实心铸锭；

S2：去氧化层

将得到的铜铬锆实心铸锭锯掉冒口及底部，并粗车至表面无氧化皮和铸造缺陷，得到干净的铸锭坯料；

S3：热挤压

将铸锭坯料加热至900～930℃，保温1～2小时；挤压模具和挤压垫预热至350℃～400℃，保温1～2小时；挤压筒预热至350℃～380℃，保温1～2小时；然后将铸锭坯料在挤压机上进行热挤压成型，热挤压后进行水封冷却，在920℃下在线固溶处理2～3h，得到铜铬锆挤压管坯；

S4：冷拉拔

铜铬锆挤压管坯在设计好的模具上进行8～14次拉拔处理，其中每次拉拔变形量为4～8％；且在拉拔过程中进行退火处理，退火温度450～500℃；再进行校直处理，得到冷拉拔铜管；

S5：时效处理

将得到的冷拉拔铜管进行时效处理，在气氛保护炉中缓慢加热至400～500℃、保温4～5小时后进行空冷，得到成品厚壁管。

2.根据权利要求1所述的高强高导铜铬锆厚壁管的制备方法，其特征在于，所述厚壁管为外径Φ25mm～Φ36mm、内径Φ5mm～Φ10mm。

3.根据权利要求1所述的一种高强高导铜铬锆厚壁管的制备方法，其特征在于，在步骤S3中对得到的铜铬锆挤压管坯进行表面处理，采用机加工的方式去除表面裂纹、气孔、毛刺、氧化皮杂质。

4.根据权利要求1所述的一种高强高导铜铬锆厚壁管的制备方法，其特征在于，步骤S1将铬块、铜锆中间合金和电解铜板放入真空中频感应炉时，按照重量百分比还放入0.9～1.2%的纳米碳管，15～23%的铁粉。

5.根据权利要求1所述的一种高强高导铜铬锆厚壁管的制备方法，其特征在于，步骤S5时效处理后采用液氮浸泡法对成品厚壁管进行4～8 h、温度-196℃的深冷处理，最后空冷至室温。

6.根据权利要求1所述的一种高强高导铜铬锆厚壁管的制备方法，其特征在于，步骤S1在加入石墨烯粉末同时加入质量百分比为0.15%的纳米硼粉。

7.根据权利要求1所述的一种高强高导铜铬锆厚壁管的制备方法，其特征在于，步骤S3热挤压方式为正向挤压、反向挤压、静液挤压中的一种。