專利名稱：：特種銅合金及其制備方法特種銅合金及其制備方法M領(lǐng)域本發(fā)明涉及銅基電工合金材料，特別是涉及一種新型高強(qiáng)高導(dǎo)電銅基合金及其制備方法。背景S^禽強(qiáng)高導(dǎo)電銅合金是指在具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的同時(shí)又兼顧高的強(qiáng)度和優(yōu)異的高溫性能的合金，其主要要求是在不損失導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率的前提下，使合金的強(qiáng)度提高。銅基合金材料主要用作汽車、摩托車、電工、電子、電力等行業(yè)中的電阻焊電極、引線框架、導(dǎo)電橋等材料，還可用于替代有毒的鈹青銅、銅等制作繼電器支座和高低壓,元件等。目前，國(guó)內(nèi)外這類合金按其化學(xué)成分、強(qiáng)度和導(dǎo)電率主要分為四類(1)高強(qiáng)高導(dǎo)電銅合金，抗拉強(qiáng)度500600MPa，導(dǎo)電率8090%IACS，如Cu-Cr-Zr，Cu-Ag-Cr，Cu-Cr或Zr合金，Cu/Al203，Cu/REA等。這類合金具有較高的力學(xué)性能和導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能；(2)中強(qiáng)高導(dǎo)電銅合金，抗拉弓艘350550MPa，導(dǎo)電率7098%IACS，如Cu-Ag，Cu-Cd，Cu-Cr，Cu-Zr等；(3)高強(qiáng)中導(dǎo)電銅合金，抗拉強(qiáng)度700800MPa，導(dǎo)電率4050%IACS。如Cu-Be,Cu-Ni-Si，Cu-Ni-Co等；(4)超高強(qiáng)低導(dǎo)電銅合金，抗拉強(qiáng)度》900MPa，導(dǎo)電率二1030XIACS，如Cu-Ti，Cu-Be-Co等。近年來(lái)，隨著高強(qiáng)高導(dǎo)電材料相關(guān)應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)銅基電工材f權(quán)出了更高的要求，例如在室溫和高溫保持高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，硬度高，具有良好的抗變形能力及加工性能等。許多年來(lái)，該領(lǐng)域新材料的研究主要集中于銅一過(guò),元素，如Cu-Zr，Cu-Cr，Cu-Ni-Ti，Cu-Be-Co等。制備技術(shù)為合金熔鑄法。強(qiáng)化手段為形變強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化或時(shí)效強(qiáng)化等。雖然這些方法對(duì)銅基合金材料的性能和使用范圍有所改善，1蹄材料導(dǎo)電率、高溫強(qiáng)度、高溫硬度和軟化溫度等熱強(qiáng)性能幾乎無(wú)明顯改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于發(fā)明一種銅基電工合金材料，特別是一種特種銅合金材料。本發(fā)明銅合金材料化學(xué)成份的重量百分比為0.015.0Eu，0.015.0Gd，0.015.0Er，0.013.0C，縫為Cu。特種銅合金材料的制備方法，依序包括下列工藝步驟(1)在真空度〉lx10—2pa的真空中頻爐中熔煉按比例配置好的Cu、Eu、Gd、Er合金；(2)在真空度Mx10—2Pa的真空條件下，以冷卻速率1()4105K/S將步驟(1)所得的合金液條化成粉末；(3)在機(jī)械合金化高能球磨設(shè)備中將CuEuGdEr粉末與石墨粉(C)混合，24小時(shí)；(4)在100200MPa壓力下將步驟(3)所得到的合M末進(jìn)行壓制成形；(5)在80090(TC，下和真空度〉lxl(T2pa真空下燒結(jié)步驟(3)所得合金壓坯；(6)再將CuEuGdEiC合織擠壓為管材、棒材或片材,擠壓比〉20:1，擠壓溫度為70085(TC;(7)擠壓材料再經(jīng)過(guò)拉拔、車L制、熱處理等工序加工，制備成管材、棒材或片材等半成品；拉拔、車L制變形量為3050X，熱處理鵬為600800°C;(8)根據(jù)^ffl要求，再進(jìn)行管材、棒材或片材的精加工，最終制備得CuEuGdErC高強(qiáng)高導(dǎo)電合MU品。銅基電工合金的重量百分比化學(xué)成份為0.01%5.0%Eu，0.01%5.0%Gd，0.01%5.0%Er,0.01%3.0%C，^S為Cu。其制備方法為將銅，銪(Eu)、釓(Gd)、鉺(Er)(混合稀土元素)按合金設(shè)計(jì)成分比例配好，在真空中頻熔煉和制粉設(shè)備中靴，艦快速凝固惰性氣體霧化，制備成CuEuGdEr合M末；粉末再與石墨粉(C)進(jìn)行機(jī)械合金化混合，混合粉末再^i冷等靜壓成型、燒結(jié)、擠壓等工藝加工，獲得管材、棒材或片材等成品。本發(fā)明人在長(zhǎng)期從事電工合金以及稀土元素應(yīng)用研究和開發(fā)的基礎(chǔ)上，選擇混合重稀土元素(Eu、Gd、Er)作為添加劑，發(fā)現(xiàn)稀土元素有效地皿了Cu合金的組織細(xì)^ii程，形成多相金屬間化合物和稀土氧化物，并且均勻地分布于合金的晶內(nèi)和晶界上，明顯改善了材料的組織結(jié)構(gòu)，提高了材料的力學(xué)性能和高溫強(qiáng)度、軟化，等；特別是添加石墨(C)固體潤(rùn)滑劑在合金中可明顯起到自潤(rùn)滑作用，從而提高合金的耐磨性能；然而，對(duì)合金材料的塑性和電阻率影響較小。因此，利用添加混合稀土元素、真空快速凝固制粉、壓制燒結(jié)及擠壓加工等先進(jìn)粉末冶金技術(shù)的優(yōu)化集成，為新型銅基電工合金材料及制品的加工鵬了織徑。本發(fā)明合金材料具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，室溫強(qiáng)度大，軟化鵬高和導(dǎo)電率高等特點(diǎn)，可用做電力、電工、電子、機(jī)電等行業(yè)中的導(dǎo)電桿、電阻焊電極、引線框架、導(dǎo)電橋和換向器等材料。具體實(shí)船式本發(fā)明的特種銅合金材料，其化學(xué)成份(重*%)為0.015.0Eu，0.015.0Gd，0.015.0Er，0.013.0C，縫為Cu。特種銅合金材料的制備方法，賺征在于依序包括下列工藝步驟(1)在真空中頻爐中(真空度>1X10—2Pa)熔煉按比例配置好的Cu、Eu、Gd、Er合金；(2)在真空^f牛下(真空度〉1X10—2Pa)以冷卻速率104105K/S將步驟(1)所得的合金液條化成粉末；(3)在機(jī)械合金化高能球磨設(shè)備中將CuEuGdEr粉末與石墨粉(C)混合，24小時(shí)；(4)在100200MPa壓力下將步驟(3)所得到的合，行壓制成形；(5)在800900。Cag下真空燒結(jié)(真空度〉1X10—2Pa)步驟(3)所得合金壓坯；(6)再將CuEuGdErC合，擠壓為管材、棒材或片材，擠壓比〉20:1，擠壓，為700850。C。(7)擠壓材料再經(jīng)過(guò)拉拔、車L制、熱處理等工序加工，制備成管材、棒材或片材等半成品；拉拔、車L制變形量為3050X，熱處理M^為600800。C。(8)根據(jù)使用要求，再進(jìn)行管材、棒材或片材的精加工，最終制備得CuEuGdErC高強(qiáng)高導(dǎo)電合MU品。本發(fā)明的銅銪軋瓶墨合金材料具體實(shí)施列為:材料的物理、力學(xué)性倉(cāng)扱軟化鵬如表1所示。表1.CuEuGdEr合金的技術(shù)性能指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1.特種銅合金材料，其特征在于其化學(xué)成份的重量百分比為0.01％～5.0％Eu，0.01％～5.0％Gd，0.01％～5.0％Er，0.01％～3.0％C，余量為Cu。2.特種銅合金材料的制備方法，其特征在于依序包括下列工藝步驟(1)在真空度〉1X10—2pa的真空中頻爐中熔煉按比例配置好的Cu、Eu、Gd、Er合金；(2)在真空度〉1X10—2Pa的真空^#下，以冷卻速率104105K/S將步驟(1)所得的合金液條化成粉末；(3)在機(jī)械合金化高能球磨設(shè)備中將CuEuGdEr粉末與石墨粉(C)混合，24小時(shí)；(4)在100200MPa壓力下將步驟(3)所得到的合皿末進(jìn)行壓制成形；(5)在800900。C鵬下和真空度〉1X10—2Pa真空下燒結(jié)步驟(3)所得合金壓坯；(6)再將CuEuGdErC合織擠壓為管材、棒材或片沐擠壓比〉20:1，擠壓鵬為700850。C;(7)擠壓材料再鄉(xiāng)S1拉拔、車L制、熱處理等工序加工，制備成管材、棒禾才或片材等半成品；拉拔、軋制變形量為3050%，熱處理，為600800。C;(8)根據(jù)〗頓要求，再進(jìn)行管材、棒材或片材的精加工，最終制備得CuEuGdErC高強(qiáng)高導(dǎo)電合纖口口。全文摘要本發(fā)明涉及一種新型高強(qiáng)高導(dǎo)電銅合金及其制備方法，屬于銅基電工材料。銅基電工合金的重量百分比化學(xué)成分為0.01～5.0Eu，0.01～5.0Gd，0.01～5.0Er，0.01～3.0C，余量為Cu。其制備方法為將銅，銪(Eu)、釓(Gd)、鉺(Er)(混合稀土元素)按合金設(shè)計(jì)成分比例配好，在真空中頻熔煉和制粉設(shè)備中熔化，通過(guò)快速凝固惰性氣體霧化，制備成CuEuGdEr合金粉末；粉末再與石墨粉(C)進(jìn)行機(jī)械合金化混合，混合粉末再經(jīng)過(guò)冷等靜壓成型、燒結(jié)、擠壓等工藝加工，獲得管材、棒材或片材等成品。該合金材料具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，室溫強(qiáng)度大，軟化溫度高和導(dǎo)電率高等特點(diǎn)，可用做電力、電工、電子、機(jī)電等行業(yè)中的導(dǎo)電桿、電阻焊電極、引線框架、導(dǎo)電橋和換向器等材料。文檔編號(hào)C22C9/00GK101186983SQ20071006648公開日2008年5月28日申請(qǐng)日期2007年12月24日優(yōu)先權(quán)日2007年12月24日發(fā)明者劉朝友,尹長(zhǎng)青,張健康,張春榮,曾榮川,李方中,李汝明,楊有才,段云喜,符世繼,明謝,黎玉盛申請(qǐng)人:昆明貴金屬研究所