[发明专利]一种耐高温CuCrNb合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温CuCrNb合金的制备方法，包括以下步骤：S1、CuCrNb合金粉通过等离子旋转气雾化法制备，得到气雾化CuCrNb合金粉；S2、将步骤S1所制备的气雾化CuCrNb合金粉根据所设计重量进行称重，称重后装入石墨模具中，根据烧结工艺进行烧结，得到烧结样块；S3、将烧结样块进行热轧处理，得到CuCrNb合金热轧样板；S4、将CuCrNb合金热轧样板进行时效处理，得到CuCrNb合金。本发明加工工艺简单，可操作性强，在高温环境下相较于目前的高强高导铜合金具有更好的导电性能及强度，其耐高温软化能力突出，在高温应用领域具发挥巨大作用。

技术领域

本发明涉及铜合金制备技术领域，具体是涉及一种耐高温CuCrNb合金的制备方法。

背景技术

高强高导铜合金因其优异的性能，被广泛应用于各种高科技领域中，如集成电路引线框架，高速铁路接触网电缆，核聚变散热材料等。高强高导铜合金的强化方机制主要有以下两种：(1)固溶强化铜合金，如Cu-Sn，Cu-Ag，Cu-Mg合金等；(2)沉淀强化铜合金，如Cu-Cr，Cu-Fe-P，Cu-Ni-Si合金等。因基体中固溶原子的影响，固溶强化铜合金很难同时实现高强度与高导电性。相比之下，沉淀强化铜合金因Orowan强化机制的贡献，以及时效后固溶原子从基体中析出，可以提高合金的强度与导电性，因此具有更好的性能。

然而，随着航空航天领域的快速发展，对铜合金的性能提出了更严苛的要求，不仅需具有良好的导电，导热性能，还需要具有优异的耐高温性能等。Cu-Cr合金是典型的沉淀强化铜合金，因时效后Cr的沉淀析出，具有优异的综合性能。但在高温下，因其组织快速粗化，从而导致抗软化能力差，限制了其应用的领域与范围。加入Zr元素，虽可将合金的抗软化温度提高至500℃，但随着温度的提高，其强度急剧下降。

有报道称，Cu-Cr合金中加入Nb后，能抑制Cu-Cr合金的催化；Cu-Nb二元体系中无中间化合物的生成，同时室温下Nb在Cu中的固溶度很低。而Cr与Nb在Cu-Cr合金中仅能形成Laves相Cr2Nb。Cr2Nb在1700℃以下是稳定的，且不溶于固态Cu中。形成的Cr2Nb强化相可细化晶粒尺寸，从而进一步提高铜合金的强度。因此，CuCrNb作为一种新型耐高温铜合金，在各个领域中，尤其在高温环境中，具有非常大的发展潜力，可进一步的拓展铜合金的应用领域与范围。

目前很多发达国家已开发出该种材料并广泛应用于航空航天领域，并对相关技术进行了技术封锁。因此，我们急需攻克该技术难题，制备一种新型的耐高温CuCrNb合金为航空航天领域的发展做出贡献。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐高温CuCrNb合金的制备方法。

本发明的技术方案是：一种耐高温CuCrNb合金的制备方法，包括以下步骤：

S1、等离子旋转气雾化制备CuCrNb合金粉

CuCrNb合金粉通过等离子旋转气雾化法制备，将制备的CuCrNb合金电极棒装配到进给装置中，在高真空氩气氛围下，将合金熔化并通过高速旋转制备合金粉末，得到气雾化CuCrNb合金粉；

S2、放电等离子烧结

将步骤S1所制备的气雾化CuCrNb合金粉根据所设计重量进行称重，称重后装入石墨模具中，根据烧结工艺进行烧结，得到烧结样块；

S3、热轧处理

将烧结样块在温度800-900℃下保温30-50min，保温时间到后进行热轧处理，单道次轧制变形量53％，得到CuCrNb合金热轧样板；

S4、时效处理

按照温度400-500℃，保温时间3-5h，将CuCrNb合金热轧样板进行时效处理，保温时间到后随炉冷却，得到CuCrNb合金。