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专利号: 2017105315088
申请人: 江西理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 冶金;黑色或有色金属合金;合金或有色金属的处理
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高强高导Cu-Cr-Mg-Sn-Ce合金线材,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。

2.根据权利要求1所述的一种高强高导Cu-Cr-Mg-Sn-Ce合金线材,其特征在于,所述各成分所占质量比例如下:Cr 0.40%;

Mg 0.08%;

Sn 0.06%;

Ce 0.10%;

不可避免的杂质的总质量低于0.03%,余量为铜。

3.根据权利要求1或2所述的一种高强高导Cu-Cr-Mg-Sn-Ce合金线材,其特征在于,所述Ce元素以CeO2的形式加入到合金材料中。

4.根据权利要求1所述的高强高导Cu-Cr-Mg-Sn-Ce合金线材的制备方法,其特征在于,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0.6~0.4mm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。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中熔化炉始终保证大于

100mm厚度的鳞片石墨覆盖,鳞片石墨在使用前需要在400-450℃温度下无氧环境中保温7-

10h以促进水分的充分蒸发。

6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中采用的陶瓷材质的结晶器为氮化硼陶瓷材料制作的结晶器。

7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中Mg、Sn、Cr元素的加入顺序为首先同时加入Mg元素和Sn元素,保温10min后,加入Cr元素,其中Mg、Cr以中间合金的方式加入,Sn元素以纯金属的形式加入。

8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中制得的合金杆材的直径为14~18mm,长度大于50m。

9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中连续挤压扩展变形的挤压比介于120~140%之间。