[发明专利]一种高强高导Cu-Cr-Mg-Sn-Ce合金线材及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高强高导Cu‑Cr‑Mg‑Sn‑Ce合金线材及其制备方法，属于导电型铜合金材料领域，其成分包括Cu、Cr、Mg、Sn、Ce元素及不可避免的杂质，其中，Cu是合金基体，其所占质量比例高于98％，其他成分所占质量比例如下：Cr 0.10～0.40％，Mg 0.02～0.15％，Sn 0.02～0.10％，Ce 0.02～0.10％，且Mg与Sn的总质量占比在0.08～0.17％之间，不可避免的杂质的总质量低于0.05％；所述制备方法包括熔炼，连续铸造，冷热加工和热处理等步骤。本发明同时具有高强度、高导电、耐疲劳、抗高温软化、耐蚀性等优良综合性能。

主权项

1.一种高强高导Cu‑Cr‑Mg‑Sn‑Ce合金线材的制备方法，其特征在于，所述合金线材的成分包括Cu、Cr、Mg、Sn、Ce元素及不可避免的杂质，其中，Cu是合金基体，其所占质量比例高于98％，其他成分所占质量比例如下：Cr 0.10～0.40％；Mg 0.02～0.15％；Sn 0.02～0.10％；Ce 0.02～0.10％；且Mg与Sn的总质量占比在0.08～0.17％之间，不可避免的杂质的总质量低于0.05％，余量为铜；所述Ce元素以CeO2的形式加入到合金材料中；所述的一种高强高导Cu‑Cr‑Mg‑Sn‑Ce合金线材的制备方法，包括如下步骤：(1)熔炼：使用以镁砂为炉衬材料的有芯工频感应炉熔化纯铜，加入100～150mm厚度的石墨鳞片以隔绝空气中的氧和氢；在1450～1550℃的温度环境中，用钟罩将块体的CeO2粉末压入铜液，重新加入石墨鳞片，保证石墨鳞片的厚度为150～200mm；然后降低温度至1220～1280℃，加入Sn和Mg元素，最后加入Cr元素并保温；通过潜流通道将铜液转移至保温炉中，保温炉中采用硼砂和玻璃粉严密覆盖；(2)连续铸造：对保温炉内的合金熔体进行炉前成分分析，符合要求后用陶瓷材质结晶器进行连续铸造，连续铸造过程中，熔体温度为1250～1300℃，拉拔速度为10～15mm/s，节距为2～3.5mm/次，停止时间为0.4～0.7s/次，水压为0.3～0.5MPa，水套进水温度小于30℃，出水温度小于55℃，连续制备合金杆材；(3)冷变形和热处理：对铸造成的合金杆材直接进行固溶淬火处理，固溶温度为950～1000℃，用室温水进行淬火，通过连续挤压扩展变形加大材料的变形量，挤压比介于120～140％之间，经过巨拉至直径为15～18mm，冷轧至直径为9～12mm，大拉至直径为4～7mm，中拉至直径为1.5～3mm，经400～500℃保温0.5～1.5h后，用室温水进行淬火，保证合金晶内处于欠时效状态，即仍保留大量过饱和溶质原子在晶内，晶内析出相处于长大阶段，保证合金晶界处于过时效阶段，即晶界析出相基本完成析出相的长大阶段，处于析出相粗化阶段的初期；经过酸洗后，拉拔至直径为0.7～1mm,然后在150～250℃下进行15～40h的低温时效；经过拉拔制成直径为0.4～0.6mm的硬态细线，进行400‑500℃时效1‑5h的再时效处理，最后进行单道次拉拔至0.1‑0.3mm直径的线材。