一种高强高导耐热铜合金的生产方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108526422A(43)申请公布日2018.09.14(21)申请号201810501183.3C04B35/66(2006.01)(22)申请日2018.05.23C04B35/83(2006.01)C22C1/02(2006.01)(71)申请人中南大学C22C9/00(2006.01)地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南C22F1/08(2006.01)路932号(72)发明人李周肖柱龚深(74)专利代理机构长沙永星专利商标事务所(普通合伙)43001代理人周咏(51)Int.Cl.B22D11/059(2006.01)B22D11/11(2006.01)B22D11/111(2006.01)B22D11/14(2006.01)B22D11/18(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种高强高导耐热铜合金的生产方法(57)摘要本发明公开了一种高强高导耐热铜合金的生产方法，属于铜合金加工技术领域，本发明上引连铸过程采用的结晶器，其内衬为炭炭复合材料，以保证润滑、高导热和耐高温性能；上引连铸的温度为1180～1230℃，拉铸温度较低，能够有效避免拉铸时结晶器内熔液难以凝固和结晶器内衬磨损的问题；通过控制上引炉液面保护气体氮气的压力为0.2～0.7个大气压，避免拉铸时结晶器内固-液交界面分离，以生产较大重量和长度的铜铬合金产品；本发明高强高导耐热铜合金的生产方法使用廉价元素(Mg)代替稀贵金属，提高了铜铬合金的力学性能和抗软化性能，本发明生产方法是一种非真空、短流程制备工艺，成本低廉，适合大规模产业化制造，具有重要的经济和社会意义。CN108526422ACN108526422A权利要求书1/1页1.一种高强高导耐热铜合金的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将高强高导耐热铜合金原料加入感应熔炼炉，添加覆盖剂，在保护气氛下进行熔炼，得到铜合金熔体；(2)将步骤(1)所得铜合金熔体转入上引连铸炉内，采用木炭作为覆盖剂，控制上引炉液面保护气体氮气的压力0.2～0.7个大气压，拉铸温度为1180～1230℃，采用内衬层为炭炭复合材料的结晶器，拉铸过程保持上引连铸炉、结晶器内铜合金熔体的液面不变，上引料达到规定重量下盘，得到铜合金杆坯；(3)将步骤(2)所得铜合金杆坯经过连续挤压、固溶处理、一次冷拉、组合形变热处理和二次冷拉，得到所述高强高导耐热铜合金；所述炭炭复合材料由以下原料制得，其原料按重量百分比包括：石墨60～70％；碳纤维30～40％。2.根据权利要求1所述的高强高导耐热铜合金的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中，高强高导耐热铜合金原料的具体组分为：Cr0.2～1.0wt％；Mg0.05～0.2wt％；Si:0～0.1wt％；Zr:0.03～0.20wt％；Ce0～0.15wt％；余量为Cu，各组分重量百分比之和为100％。3.根据权利要求1所述的高强高导耐热铜合金的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中，覆盖剂采用冰晶石、工业纯碱、萤石和木炭的混合物，所述冰晶石、工业纯碱、萤石和木炭的质量比为(10％～15％)：(15％～25％)：(10％～20％)：(50％～65％)。4.根据权利要求1所述的高强高导耐热铜合金的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中，熔炼温度为1300～1350℃。5.根据权利要求1所述的高强高导耐热铜合金的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，结晶器冷却水压为0.2～0.4Mpa，进水温度控制在20～40℃，出水温度控制在25～45℃。6.根据权利要求1所述的高强高导耐热铜合金的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，控制上引速度为10～50cm/min，上引过程中每隔20～30min添加Cu-Zr中间合金。7.根据权利要求1所述的高强高导耐热铜合金的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中，连续挤压的工艺为：采用连续挤压机，将步骤(2)所得铜合金杆坯进行挤压，挤压速度为2.0～5.0r/min，挤压出模腔后进行水封冷却。8.根据权利要求1所述的高强高导耐热铜合金的生产方法，其特征在于，所述固溶处理的工艺为：将挤压后的铜合金杆坯在保护气氛下进行固溶处理，温度为900～980℃，时间为2～8h。9.根据权利要求1所述的高强高导耐热铜合金的生产方法，其特征在于，所述一次冷拉的变形量为50～70％，二次冷拉的变形量为20～40％。10.根据权利要求1所述的高强高导耐热铜合金的生产方法，其特征在于，所述组合形变热处理的工艺为：将经过一次冷拉后的线坯进行一级时效处理，温度为400～500℃，时间为0.5～4h，将一级时效处理后的线材进行冷轧，变形量为35～55％，然后进行二级时效处理，温度