[发明专利]一种含稀土的Cu-Mg-Si合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含稀土的Cu‑Mg‑Si合金，属铜合金领域。材料的组分及重量百分比为：Mg：0.5～5.0％，Si：0.5～3.0％，稀土元素：0.1～0.5％，余量为Cu和不可避免的杂质元素，所述稀土元素为La、Ce、Y中的一种，本发明材料的制备工艺为：将Cu‑Si中间合金置于真空感应熔炼炉中，在1050～1250℃、低于0.1Pa大气压下熔化，随后加入Cu‑Mg中间合金及Cu‑La(或者Cu‑Ce，或者Cu‑Y)中间合金，经电磁搅拌均匀浇铸成铸锭；然后将铸锭放入电阻炉随炉升温至600～700℃，保温0.5～1.5h后随炉冷却至室温。本发明通过在Cu‑Mg合金中以中间合金的方式添加低成本Si及稀土元素，再进行均匀化退火处理，工艺简便，生产成本低，合金元素熔炼损耗小，成分准确易控制，制备的合金硬度高，耐热性强，应用范围广。

技术领域

本发明属铜合金领域，涉及一种含稀土的Cu-Mg-Si合金及其制备方法。

背景技术

铜合金导电性、导热性优良，容易变形加工，其中Cu-Mg合金是电气化高速列车接触线用重要材料，但其强度、硬度、耐热性较差，应用范围和数量受到一定的限制，如何进一步添加合金化元素、提高材料的使用性能是扩大Cu-Mg系合金应用的关键，Si元素和稀土元素都是铜合金的重要合金化元素，关于两者同时添加到Cu-Mg中形成的合金尚未有文献进行报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种含Si元素和稀土元素的Cu-Mg系合金及其制备方法。

本发明实现的技术方案如下：

一种含稀土的Cu-Mg-Si合金，其组分及重量百分比为：Mg：0.5～5.0％，Si：0.5～3.0％，稀土元素：0.1～0.5％，余量为Cu和不可避免的杂质元素，所述稀土元素为La、Ce、Y中的一种，其制备步骤为，

(1)在真空感应熔炼炉中将Cu-Si中间合金加热到1050～1250℃使其熔化，随后加入Cu-Mg中间合金及Cu-La(或者Cu-Ce，或者Cu-Y)中间合金，经电磁搅拌均匀，浇铸成铸锭；真空感应炉内压力低于0.1Pa大气压；

(2)将铸锭放入电阻炉随炉升温至600～700℃，保温0.5～1.5h后随炉冷却至室温。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过在Cu-Mg合金中以中间合金的方式添加低成本Si及稀土元素，再进行均匀化退火处理，工艺简便，生产成本低，合金元素熔炼损耗小，成分准确易控制，制备的合金硬度高，耐热性强。

附图说明

图1是发明中实施例1制得铸态Cu-5Mg-2Si-0.1Ce合金的扫描电镜图；

图2是发明中实施例1制得铸态Cu-5Mg-2Si-0.1Ce合金，置于电阻炉升温至650℃，保温1h后随炉冷却至室温后的扫描电镜图。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供制备Cu-5Mg-2Si-0.1Ce合金的方法，包括以下步骤：

(1)将Cu-Si中间合金置于真空感应熔炼炉中，在1100℃、低于0.1Pa大气压下熔化，随后加入Cu-Mg及Cu-La中间合金，经电磁搅拌均匀，浇铸成铸锭，(2)将铸锭放入电阻炉随炉升温至650℃，保温1h后随炉冷却至室温。

微观组织与硬度：图1是铸态Cu-5Mg-2Si-0.1Ce合金的扫描电镜图，浅色部分是富Cu基体，深色部分是富Mg、Si相，可见基体组织与增强相尺寸都很细小，宽度大部分在0.2μm～0.5μm且呈交替分布状态，测得其维氏硬度为217.2HV；图2是该合金热处理后的扫描电镜图，可见高温均匀化处理后，组织尺寸无明显长大，测得其维氏硬度为222.9HV，合金显示出较高的热稳定性。

实施例2：