專利名稱：一種高強高導(dǎo)銅合金薄帶及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備高強度和高導(dǎo)電性能的銅合金薄帶及其制備工藝。它可用于電阻焊電極、縫焊滾輪、焊矩噴嘴、電氣工程開關(guān)觸橋、發(fā)電機的集電環(huán)、電樞轉(zhuǎn)子、電動工具換相器、連鑄機結(jié)晶器內(nèi)襯、集成電路引線框架材料、電車及電力機車架空導(dǎo)線、高脈沖磁場的導(dǎo)體材料、沿海電廠的熱交換材料和耐蝕部件、大型高速渦輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、大推力火箭發(fā)動機內(nèi)襯等諸多領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高強度和高導(dǎo)電性是一對相互矛盾的特性，對銅合金材料也不例外。目前，通常研制開發(fā)高強高導(dǎo)銅合金材料的基本原理是采用低固溶度的合金元素加入銅中，通過高溫固溶處理，使得合金元素在銅基體中形成過飽和固溶體，強度提高、電導(dǎo)率降低；時效處理后，過飽和固溶體分解，大量的合金元素以沉淀相析出于銅基體中，電導(dǎo)率迅速提高，同時強度也因時效析出相的彌散強化作用而得以進(jìn)一步提高。
由于合金系中合金元素的選擇要綜合考慮其對合金導(dǎo)電率和析出強化兩方面的影響。導(dǎo)電率的高低主要取決于合金元素的類型；合金元素對固溶體導(dǎo)電率的影響；合金元素在室溫下的平衡溶解度；析出相的類型、數(shù)量、形態(tài)及大小等因素。
析出強化的效果主要取決于合金元素的類型及對溶解度變化曲線的影響；合金元素在銅中的極限溶解度；在室溫下的平衡溶解度；快速凝固條件下固溶度的擴(kuò)展；析出相的類型及與基體的關(guān)系；析出相的形態(tài)、大小、分布；析出相的熱穩(wěn)定性等。
綜合上述兩方面的要求，合金系的確定應(yīng)滿足以下條件(1)合金元素固溶于銅中，對銅基體的電阻率的影響要小。
(2)在高溫時，合金元素在銅基體中的溶解度極限要大。
(3)在室溫下，合金元素在銅基體中的平衡溶解度要盡量的小。
(4)經(jīng)快速凝固后，合金元素在銅基體中的極限固溶度可得到極大的擴(kuò)展。
(5)在析出過程中，析出相彌散分布并與基體有一定的共格關(guān)系。
(6)析出相穩(wěn)定性好，在高溫時不易長大。
為進(jìn)一步改善高強高導(dǎo)銅合金綜合性能，在銅合金中加入稀土元素(RE)。在冶金工業(yè)中，稀土被稱作是金屬材料的“維生素”，在金屬中添加少量甚至微量的稀土，便能明顯改善其化學(xué)或力學(xué)性能。稀土元素的加入，可導(dǎo)致合金基體凈化和晶粒細(xì)化。稀土元素有很高的化學(xué)活性，在熔煉過程中易于氫、氧、硫和某些雜質(zhì)結(jié)合形成高熔點化合物并進(jìn)入渣相，起到脫氫、脫氧、脫硫和除雜的作用，使基體得到凈化，從而使原子間的結(jié)合力增強，合金強度升高。另外，還可與銅中許多可熔雜質(zhì)形成難熔化合物，這些化合物的細(xì)微顆粒懸浮于熔體中，成為彌散的結(jié)晶核心，使合金晶粒得到細(xì)化，強度也得以提高。稀土元素對基體的凈化作用使合金的導(dǎo)電率有所升高；晶粒細(xì)化雖使合金內(nèi)晶界增加，但由于晶體的傳導(dǎo)性能與結(jié)晶取向無關(guān)，晶粒細(xì)化僅使晶界增多，因而對銅的導(dǎo)電性能影響很小。
由于冷加工在顯著提高材料強度的同時使材料的導(dǎo)電率大大降低，所以一般冷加工強化方法很少單獨使用，通常是作為時效強化的輔助促進(jìn)手段，如采用固溶+冷變形+時效或固溶+時效+冷變形工藝。
形變強化在提高銅的強度的同時，則對導(dǎo)電率影響不大。由于形變強化是通過晶體內(nèi)產(chǎn)生位錯、空位而導(dǎo)致晶體缺陷使銅強化，因而銅的導(dǎo)電率有所下降。
時效強化一般是采用低固溶度的合金元素溶入銅基體中，通過高溫固溶處理，合金元素在銅中形成過飽和固溶體，造成銅晶格嚴(yán)重畸變，而使強度大大提高，導(dǎo)電率惡化。經(jīng)時效處理后，大部分的合金元素又從固溶體中析出，形成彌散分布的沉淀相，從而又使合金的導(dǎo)電率迅速恢復(fù)，而這些彌散相有效地阻止了晶界和位錯的滑動，因而使銅合金仍保持較高的強度。經(jīng)典電子理論指出，固溶在銅基體中的原子引起的點陣畸變對電子的散射作用比第二相引起的散射作用強得多，因而時效強化是制備高強度高導(dǎo)銅合金中應(yīng)用最為廣泛的方法。產(chǎn)生時效強化的合金元素應(yīng)具有以下兩個條件一是高溫和低溫時在銅中的固溶度相差較大，可以產(chǎn)生足夠的彌散相；二是室溫時在銅中的固溶度極小，以保持銅基體高的導(dǎo)電性能。這些合金元素一般有Cr、Zr、Be、Fe、Nb等，其中Cr和Zr的時效硬化效果較為強烈，如Cr在固態(tài)銅中最大固溶度在1076℃時可高達(dá)0.8％，而在450℃時為0.04％，在室溫時降至0.03％；Zr在固態(tài)銅中最大固溶度在966℃時為0.15％，而在450℃時為0.02％，在室溫時則為0.01％。引入這兩種合金元素的銅合金，在經(jīng)過時效以后，導(dǎo)電率可以恢復(fù)到一個較高水平，所以Cu-Cr、Cu-Zr和Cu-Cr-Zr系合金的發(fā)展最為迅速，其應(yīng)用也最為廣泛。
由于受到合金元素在銅中固溶度極限的限制，普通固溶時效方法提高合金強度的幅度非常有限。針對此問題，現(xiàn)采取的解決方案是用快速凝固法來制取高強度高導(dǎo)電銅合金。快速凝固法是指合金熔體急劇冷卻成微晶或非晶態(tài)的方法，其冷卻速度一般達(dá)到104K/s以上?？焖倌谭墒购辖鸬哪虡O大地偏離平衡，合金元素的固溶度大幅提高，從而提高了時效處理后基體中第二相的數(shù)量，并使第二相呈現(xiàn)細(xì)小、彌散分布，有利于在保持高導(dǎo)電率的前提下，顯著提高合金的強度。同時快速凝固還可以得到細(xì)小的晶粒，細(xì)晶強化作用明顯。如在快速凝固合金時效前或時效后輔以一定的形變，可使合金的強度進(jìn)一步提高。
目前，常用的快速凝固法通常分為以下三類霧化法制取粉末；熔體旋鑄法制取薄帶窄帶；表面快速凝固。其中，熔體旋鑄法是制取帶材的方法，如薄帶、窄帶的生產(chǎn)，采用的是單輥旋鑄急冷法技術(shù)。單輥旋鑄急冷法是將柱狀金屬液(通常金屬液柱直徑小于1mm)噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥上得以快速凝固，其冷卻速度可以達(dá)到106～107K/s。這種方法所制備帶材的厚度為20～80μm、寬度＜50mm。通過控制工藝參數(shù)，在大氣環(huán)境下可以穩(wěn)定得到表面質(zhì)量好、無氧化的微晶薄帶。采用單輥旋鑄急冷法獲得的銅合金經(jīng)時效處理后，可以在保持高導(dǎo)電率(＞80％IACS)的前提下，大幅度提高其強度和硬度。如單輥急冷Cu-0.26Cr-0.78Zr-0.05Mg合金薄帶經(jīng)550℃時效3小時，其導(dǎo)電率為81％IACS、顯微硬度高達(dá)HV240，這是目前所報道的高強度高導(dǎo)電銅合金綜合性能最好的。但由于單輥旋鑄急冷法制備銅合金帶時，是由高速旋轉(zhuǎn)單輥將熔融合金液體甩出，所制備得到的合金薄帶厚度較薄且表面平整度不高，因而使之難以在工業(yè)上直接得到使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種具備高強度和高導(dǎo)電性能的銅合金薄帶及其制備工藝。使其具備高強度和高導(dǎo)電性能，同時還具有較高的高溫性能和耐磨性能。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案其銅合金薄帶的成分為Cr 0.05％～1.00wt％；Zr 0.05％～0.50％；Mg 0.05～0.20wt％；混合稀土(Ce+Y)≤0.20％；余為Cu。
所述混合稀土(Ce+Y)的配比是Wt％Ce∶Wt％Y＝1∶1本發(fā)明制備上述銅合金薄帶的工藝方法包括(1)母合金的熔煉；(2)雙輥噴帶急冷法制取合金；(3)合金的固溶、固溶后變形和時效處理。
其中母合金的制備是在ZXG-400型直流真空電弧爐中進(jìn)行，其熔煉溫度為1200～1400℃。
雙輥噴帶急冷法設(shè)置有兩個冷卻輥，該兩個冷卻輥的轉(zhuǎn)速為2000～2800rpm；噴射壓力為0.5～1.0MPa；噴嘴直徑為0.5～1.0mm；噴嘴離雙輥間距為15～25mm；輥間約束力為60～100N；所述的合金的固溶處理是在箱式電阻爐中進(jìn)行處理，其溫度為850～960℃，保溫時間為1h；所述的固溶后的變形是指合金在自制小型薄帶軋機上進(jìn)行；所述時效處理是在通有氮氣保護(hù)的管式電爐中進(jìn)行，控溫精度為±2℃，時效溫度為440～520℃，保溫時間為0.5～4h，空冷。
本發(fā)明提出的銅合金材料屬于一種新型的高強高導(dǎo)兼?zhèn)涞你~合金材料。Cr的引入主要是其對銅基體具有一定的固溶強化作用，在該合金中擬訂Cr的含量為0.05％～1.00％；Zr的引入主要是考慮其所具有的顯著的時效強化性，Zr含量太高將會大大降低合金的導(dǎo)電性，而含量過低其所具有的強化效應(yīng)不顯著，在該合金中擬訂Zr為0.05％～0.50％；Mg元素的加入與Zr元素作用相當(dāng)，即可改善析出相的類型、大小和分布，進(jìn)一步提高彌散強化效果，其加入量為0.05％～0.20％；加入稀土元素(Ce和Y)主要是起凈化晶體的作用，根據(jù)相關(guān)研究成果，其加入量應(yīng)控制在0.20％以下為宜。
本發(fā)明制備工藝的制備機理和方法說明如下快速凝固冷卻速度的計算快速凝固方法(包括單輥旋鑄、雙輥旋鑄和多級霧化)都是通過薄層液態(tài)合金和高導(dǎo)熱系數(shù)襯底之間的緊密相貼，來實現(xiàn)極快的傳導(dǎo)傳熱，從而獲得很高的冷卻速度。由于合金薄膜的頂面和側(cè)邊不與冷襯底接觸，散熱相對十分有限，可以認(rèn)為是單向的傳熱。
根據(jù)合金熔體與冷卻介質(zhì)之間接觸性質(zhì)的不同，合金熔體快速凝固過程中存在有三種類型的冷卻。當(dāng)界面熱傳遞系數(shù)h趨于極大時，在合金和襯底中的溫度梯度都較大，界面上無溫差存在，這種情況屬于理想冷卻方式。另一方面，當(dāng)界面熱傳遞系數(shù)h非常小時，在合金和襯底中的溫度梯度都很小，界面上有較大的溫差存在，這種情況屬為牛頓冷卻方式，它完全由界面控制。當(dāng)界面狀況介于上述兩者之間時，為中間冷卻方式。通常用Nusselt參數(shù)N＝hd/k(d為試樣厚度，k為金屬的導(dǎo)熱系數(shù))來判斷何種冷卻方式起主導(dǎo)作用當(dāng)N＞30時，為理想冷卻方式；當(dāng)N＜0.015時，為牛頓冷卻方式；當(dāng)0.015＜N＜30時，為中間冷卻方式。本發(fā)明所采用的快速凝固技術(shù)，h一般為105～106W/m2k，d為十幾到幾十μm。Nusselt參數(shù)＜0.015或雖＞0.015但遠(yuǎn)小于30，所以冷卻方式屬于牛頓冷卻方式或靠近牛頓冷卻方式的中間冷卻方式。
在牛頓冷卻方式下，當(dāng)液態(tài)金屬在襯底上的冷卻過程開始時，其冷卻速度為(dTdt)t=0=-hρCpd(T0-Tb)]]>(式1)式中，Tb為襯底溫度，T0為液態(tài)合金的起始溫度，Cp為金屬的比熱，ρ為金屬密度，h為界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，d為試樣厚度。
雙輥旋轉(zhuǎn)急冷由于薄帶的兩面同時急冷，其冷卻速度仍屬牛頓冷卻方式，冷卻速度計算可采用(式1)進(jìn)行，但d取雙輥薄帶厚度的一半。帶入(式1)可計算出雙輥快速凝固銅合金薄帶的冷卻速度約為4.0×105K/s。
雙輥噴帶急冷過程分析當(dāng)金屬液體流入雙輥之間時，金屬的凝固過程通常分為下面三種情況第一種情況是金屬液體進(jìn)入雙輥中心連線之前已經(jīng)凝固，所形成的薄帶厚度比銅輥間隙要大，當(dāng)這種已凝固的合金進(jìn)入雙輥中心連線位置時將要產(chǎn)生嚴(yán)重變形，整個過程相當(dāng)于熱軋變形。當(dāng)輥的約束力不足以使薄帶產(chǎn)生機械變形時，最終的薄帶厚度應(yīng)大于雙輥間隙。這種情況會經(jīng)常出現(xiàn)在采用大噴嘴石英管和低的流量以及慢的轉(zhuǎn)速情況下。
第二種情況是凝固界面正好位于雙輥中心連線上，形成薄帶時只需雙輥間隙的微小變化即可實現(xiàn)，其薄帶的厚度與雙輥間隙相近。
第三種情況是薄帶在雙輥中心連線之下才完全凝固。在這種情況下要想得到連續(xù)的薄帶，先凝固的固相應(yīng)較厚以維持未凝固的液相，殘留的液體通過輻射和熱傳導(dǎo)而凝固，凝固速度較慢，最終薄帶的厚度也與雙輥間距相近。
試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)噴射速度VJ與轉(zhuǎn)速VR之比VJ/VR在0.5～1.0之間時，可形成連續(xù)的薄帶。當(dāng)噴射速度VJ大于輥子的轉(zhuǎn)速VR時，在雙輥之間形成液態(tài)金屬的堆積，使金屬液體出現(xiàn)側(cè)流，并使薄帶的厚度發(fā)生變化。當(dāng)VJ/VR≤0.5時，所提供的金屬液體不足以形成連續(xù)的薄帶。
在一定的速度比范圍內(nèi)(0.5≤VJ/VR≤1.0)，薄帶的厚度與兩者速度無關(guān)，厚度主要取決于雙輥之間的間距。
本發(fā)明所述的銅合金材料主要包含有Cu、Cr、Zr、Mg和微量稀土元素(Ce和Y)等元素，Cu-Cr-Zr-Mg-Re系合金目前在國內(nèi)外未見相關(guān)的文獻(xiàn)報道，屬于一種新型的高強高導(dǎo)兼?zhèn)涞你~合金材料。Cr的引入主要是其對銅基體具有一定的固溶強化作用，在該合金中擬訂Cr的含量為0.10％～1.00％；Zr的引入主要是考慮其所具有的顯著的時效強化性，Zr含量太高將會大大降低合金的導(dǎo)電性，而含量過低其所具有的強化效應(yīng)不顯著，在該合金中擬訂Zr為0.05％～0.50％；Mg元素的加入與Zr元素作用相當(dāng)，即可改善析出相的類型、大小和分布，進(jìn)一步提高彌散強化效果，其加入量為0％～0.50％；加入稀土元素(Ce和Y)主要是起凈化晶體的作用，其加入量應(yīng)控制在0.20％以下。該合金的重要特征在于其所具有的高強與高導(dǎo)的兼顧性，同時還具有優(yōu)異的耐高溫性和耐磨損性能等。
本發(fā)明采用的雙輥旋鑄急冷法是將金屬液柱噴射到高速旋轉(zhuǎn)的兩個做相對運動的冷卻輥之間得以快速冷卻，其冷卻速度可以達(dá)到105～106K/s，同樣通過控制工藝參數(shù)，在大氣環(huán)境下可以得到基本無氧化的微晶薄帶。采用雙輥旋鑄急冷法制備的銅合金薄帶，時效處理后合金的強度和硬度低于單輥旋鑄急冷法，但仍具有較好的綜合性能。如雙輥旋鑄急冷法制備的Cu-0.58Cr-0.10Zr-0.05Mg合金薄帶，經(jīng)550℃時效0.5小時，其導(dǎo)電率為81％IACS、顯微硬度可達(dá)HV195。且由于可獲得比采用單輥旋鑄急冷法制備出較厚的合金薄帶(＞150μm)，使得采用此種方法制備得到的銅合金薄帶具有更為廣闊的應(yīng)用前景。
按照本發(fā)明的制造工藝所制得的銅合金具有高強度與高導(dǎo)電性兼顧的特點，它克服了其它銅合金高強度與高導(dǎo)電相互矛盾的缺陷，其強度能夠達(dá)到550～600MPa以上，電導(dǎo)率仍能保持在80％IACS以上，其使用壽命比常規(guī)的銅合金提高3～5倍，且具有好的抗軟化性能、高的高溫強度和塑性，軟化溫度達(dá)到550℃以上；在300℃下強度的降低率小于10％，延伸率在5％以上，同時還具有優(yōu)異的耐高溫性和耐磨損性能等性能，能夠滿足各行各業(yè)對銅合金高強高導(dǎo)的要求，為銅合金的制造業(yè)提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。本發(fā)明工藝合理、簡單，能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明雙輥旋鑄急冷裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明熔化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.交流滑差電機，2.電源，3.高頻加熱裝置，4.感應(yīng)器加熱器，5.合金熔體，6.氬氣，7.石英，8.銅輥，9.輥子心軸，10.引流孔。
具體實施例方式
實施例1本實施例所述銅合金薄帶的成分為Cr 0.15wt％；Zr 0.06％；Mg 0.10wt％；(Ce+Y)，控制在0.20％以下，余為Cu。
本實施例制備銅合金薄帶的工藝方法包括(1)母合金的熔煉；(2)雙輥噴帶急冷法制取合金；(3)合金的固溶、固溶后變形和時效處理。
所述的母合金的熔煉在ZXG-400型直流真空電弧爐中進(jìn)行。在預(yù)抽真空并充氬氣≥4.6×104Pa后，開始電弧熔煉。為使母合金成分盡可能均勻，反復(fù)熔煉5次，每次10min。制成φ20mm的“紐扣”狀母合金。
所述的雙輥噴帶急冷法采用的是雙輥旋鑄急冷裝置。如圖1結(jié)合圖2所示，該裝置中的兩個φ200mm銅輥8，由交流滑差電機1帶動做相對運動；電機的轉(zhuǎn)速為125～1250rpm，經(jīng)速比為1∶2.6齒輪副增速后，銅輥8的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)到3250rpm；兩個銅輥8中的一個輥子中心固定，另一個輥子心軸連接彈簧使之與中心固定輥子保持接觸或維持一定間距；可以在某一固定約束力下調(diào)整雙輥間距，當(dāng)工作時雙輥間壓力大于約束力時，雙輥可自動分離，以防間隙處堆積金屬溶液過多而損壞銅輥表面。其工作過程是由電源2、高頻加熱裝置3和感應(yīng)器加熱器加熱器4組成的高頻感應(yīng)加熱裝置將石英管7中的合金熔化成合金熔體5，在具有壓力P的氬氣保護(hù)和施加壓力下，由引流孔10流將合金熔體5噴射到雙輥8之間，經(jīng)交流滑差電機1帶動輥子心軸9及銅輥8旋轉(zhuǎn)急冷，即可制得合金薄帶。
該兩個冷卻輥的轉(zhuǎn)速為2000rpm；噴射壓力為0.7MPa；噴嘴直徑為0.6mm；噴嘴離雙輥間距為20mm；輥間約束力為60N。
所述的合金的固溶處理是在箱式電阻爐中進(jìn)行處理，其溫度為870℃，保溫時間為1h，固溶處理后進(jìn)行水淬。所述的固溶后的變形是指合金在自制小型薄帶軋機上進(jìn)行。而后在通有氮氣保護(hù)的管式電爐中進(jìn)行時效處理，控溫精度為±2℃，時效溫度為460℃，保溫時間為2.5h，空冷。
實施例2本實施例所述銅合金薄帶的成分為Cr 0.42wt％；Zr 0.25％；Mg 0.15wt％；(Ce+Y)控制在0.20％以下，余為Cu。
所述混合稀土(Ce+Y)的配比是W本實施例制備銅合金薄帶的工藝方法包括(1)母合金的熔煉；(2)雙輥噴帶急冷法制取合金；(3)合金的固溶、固溶后變形和時效處理。
所述的母合金的熔煉在ZXG-400型直流真空電弧爐中進(jìn)行。在預(yù)抽真空并充氬氣≥4.6×104Pa后，開始電弧熔煉。為使母合金成分盡可能均勻，反復(fù)熔煉5次，每次10min。制成φ20mm的“紐扣”狀母合金。
所述的雙輥噴帶急冷法采用的雙輥旋鑄急冷裝置其結(jié)構(gòu)構(gòu)成及工作過程同實施例1，其中兩個冷卻輥的轉(zhuǎn)速為2200rpm；噴射壓力為0.75MPa；噴嘴直徑為1.0mm；噴嘴離雙輥間距為20mm；輥間約束力為70N。
所述的合金的固溶處理是在箱式電阻爐中進(jìn)行處理，其溫度為920℃，保溫時間為1h，固溶處理后進(jìn)行水淬。所述的固溶后的變形是指合金在自制小型薄帶軋機上進(jìn)行。而后在通有氮氣保護(hù)的管式電爐中進(jìn)行時效處理，控溫精度為±2℃，時效溫度為480℃，保溫時間為2h，空冷。
實施例3本實施例所述銅合金薄帶的成分為Cr 0.88wt％；Zr 0.42％；Mg 0.20wt％；(Ce+Y)，控制在0.20％以下，余為Cu。
本實施例制備銅合金薄帶的工藝方法包括(1)母合金的熔煉；
(2)雙輥噴帶急冷法制取合金；(3)合金的固溶、固溶后變形和時效處理。
所述的母合金的熔煉在ZXG-400型直流真空電弧爐中進(jìn)行。在預(yù)抽真空并充氬氣≥4.6×104Pa后，開始電弧熔煉。為使母合金成分盡可能均勻，反復(fù)熔煉5次，每次10min。制成φ20mm的“紐扣”狀母合金。
所述的雙輥噴帶急冷法采用的雙輥旋鑄急冷裝置其結(jié)構(gòu)構(gòu)成及工作過程同實施例1，其中兩個冷卻輥的轉(zhuǎn)速為2500rpm；噴射壓力為0.90MPa；噴嘴直徑為0.8mm；噴嘴離雙輥間距為20mm；輥間約束力為90N。
所述的合金的固溶處理是在箱式電阻爐中進(jìn)行處理，其溫度為960℃，保溫時間為1h，固溶處理后進(jìn)行水淬。所述的固溶后的變形是指合金在自制小型薄帶軋機上進(jìn)行。而后在通有氮氣保護(hù)的管式電爐中進(jìn)行時效處理，控溫精度為±2℃，時效溫度為490℃，保溫時間為1h，空冷。
權(quán)利要求
1.一種具備高強度和高導(dǎo)電性能的銅合金薄帶，其特征在于所述的銅合金薄帶含有Cu、Cr、Zr、Mg和混合稀土(Ce+Y)，其中各成分的含量是Cr 0.05％～1.00wt％；Zr 0.05％～0.50％；Mg 0.05～0.20wt％；混合稀土(Ce+Y)≤0.20％；余為Cu。
2.一種制備權(quán)利要求1所述銅合金薄帶的制備工藝，其特征在于其工藝方法包括母合金的熔煉其熔煉溫度為1200～1400℃；雙輥噴帶急冷法制取合金設(shè)置的兩個冷卻輥的轉(zhuǎn)速為2000～2800rpm；噴射壓力為0.5～1.0MPa；噴嘴直徑為0.5～1.0mm；噴嘴離雙輥間距為15～25mm；輥間約束力為60～100N；合金的固溶、固溶后變形和時效處理所述合金的固溶處理溫度為850～960℃，保溫時間為1h；所述時效處理控溫精度為±2℃，時效溫度為440～520℃，保溫時間為0.5～4h，空冷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備高強度和高導(dǎo)電性能的銅合金薄帶，其特征在于所述混合稀土(Ce+Y)的配比是Wt％Ce∶Wt％Y＝1∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅合金薄帶的制備工藝，其特征在于所述的母合金的熔煉在ZXG-400型直流真空電弧爐中進(jìn)行，反復(fù)熔煉5次，每次10min。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅合金薄帶的制備工藝，其特征在于所述的固溶后的變形是指合金在自制小型薄帶軋機上進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅合金薄帶的制備工藝，其特征在于所述的固溶后的變形是指合金在自制小型薄帶軋機上進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅合金薄帶的制備工藝，其特征在于所述的雙輥噴帶急冷法是由電源(2)、高頻加熱裝置(3)和感應(yīng)器加熱器加熱器(4)組成的高頻感應(yīng)加熱裝置將石英管(7)中的合金熔化成合金熔體(5)，在具有壓力P的氬氣保護(hù)和施加壓力下，由引流孔(10)流將合金熔體(5)噴射到雙輥(8)之間，經(jīng)交流滑差電機(1)帶動輥子心軸(9)及兩個相向運動的銅輥(8)旋轉(zhuǎn)急冷，即可制得合金薄帶。
全文摘要
本發(fā)明公開的具備高強度和高導(dǎo)電性能的銅合金薄各成分的含量是Cr0.05％～0.10wt％；Zr0.05％～0.50％；Mg0.05～0.20wt％；混合稀土(Ce+Y)≤0.20％；余為Cu。其工藝方法包括母合金的熔煉；雙輥噴帶急冷法制取合金；合金的固溶、固溶后變形和時效處理。本發(fā)明具有高強度與高導(dǎo)電性兼顧的特點，其強度能夠達(dá)到550～600MPa以上，電導(dǎo)率仍能保持在80％IACS以上，使用壽命比常規(guī)的銅合金提高3～5倍，且具有好的抗軟化性能、高的高溫強度和塑性，軟化溫度達(dá)到550℃以上；在300℃下強度的降低率小于10％，延伸率在5％以上，同時還具有優(yōu)異的耐高溫性和耐磨損性能等性能，能夠滿足各行各業(yè)對銅合金高強高導(dǎo)的要求。
文檔編號C22C1/03GK1818108SQ20061001752
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者劉平, 康布熙, 劉勇, 田保紅, 任鳳章 申請人:河南科技大學(xué)