专利名称：银纤维复相强化稀土铜基合金及制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铜基合金。
背景技术：
科学技术的进步对导电材料性能的要求越来越高。例如，高科技领域中强磁场技术应用的导体线圈及大规模集成电路的引线框架，要求能够承受极高载荷的同时仍具有良好的导电性。在这种苛刻工作条件下，常规导体材料已不能胜任，必须要求有更高强度同时兼有良好导电性能的导体材料来满足此类科学导体材料的强度与导电性一般呈反函数关系，即提高强度的措施往往以大幅度降低导电性为代价。因此，努力使材料保持高导电性或略牺牲导电性而同时能够显著地改善强度，是目前研制新型导体材料的焦点。
通过在Cu基体中加入互不相溶的合金元素，并通过强烈应变方法制备的复合纤维相强化铜合金，目前被认为是最有发展前途的高强高导材料。在这类材料中，新型的铜-银合金具有最佳的强度与导电性匹配关系，因而已在国内外受到足够重视，目前已在实验室阶段研制出较之常规材料有更为优良性能的导体线材。然而，仍存在许多问题需要进一步解决。例如，若要达到高强度高导电性能的良好匹配，合金中的Ag含量较高，消耗贵金属资源较多，大幅度地增加了材料成本；形成原位纤维复合强化的加工工艺比较复杂，工序多并且相互影响因素不明朗，生产中不易控制；必须进行热开坯预变形并为保证有足够的冷应变量，使得坯料初始截面积较大，增大了变形加工过程的困难等。因而，有必要针对这些问题研制更新型的合金，以弥补上述不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种Ag含量较低、制备过程相对简化、成本较低并仍具有高强高导特性的银纤维复相强化稀土铜基合金及制造工艺。
本发明的银纤维复相强化稀土铜基合金，各组分的重量百分比如下原材料纯度为99.99％的Ag5.9％～6.1％原材料纯度为99.95％的Cr1.0％～2.2％原材料纯度为99.95％的Ce0.08％～0.10％原材料纯度为99.95％的La0.06％～0.08％
原材料纯度为99.95％的Nd 0～0.02％原材料纯度为99.99％的Cu 其余。
制造工艺将原材料Ag、Cu、Cr酸洗并充分清洗后烘干，先将Cu、Cr置于真空感应炉中，在低于0.1Pa大气压下熔化，在1100～1200℃下静置除气后向炉内充Ar至40～50kPa，再加入Ag并熔化，经电磁搅拌均匀再加入Ce、La及Nd稀土元素，熔化并电磁搅拌后静置2～3分钟浇注成特定直径的棒状铸坯。坯料经450℃/2小时热处理后进行室温条件下的冷拉拔变形，在变形程度η＝1.2～1.4、1.9～2.0及2.6～2.8时分别进行450℃/1小时、400℃/1小时及360℃/1小时退火。
本发明具有的有益效果1)昂贵元素Ag的含量较低，可显著降低材料成本，利于推广；2)熔注坯料可直接冷变形，无需事先的热加工预变形开坯，中间热处理由常规的5次减少到3次，加工工艺过程相对简化；3)在有效地降低贵金属消耗量及简化加工工艺的条件下，其强度与导电性可达到含24％～25％Ag的合金水平。具体参考数据见表1。
表1有关合金在确定导电性能条件下的强度极限(MPa)
坯料经450℃/2小时均匀化处理，表面车削去除缺陷后采用如下步骤进行变形加工七道次冷拉拔至变形程度η＝1.4→450℃/1小时退火→五道次冷拉拔至η＝2.0→400℃/1小时退火→五道次冷拉拔至η＝2.8→360℃/1小时退火→20道次冷拉拔至η＝6.0～8.0。
用上述两种方法均获得了本发明提出的合金线材。根据坯料原始直径和η之间的合理匹配，可得到不同规格的线材。
权利要求
1.银纤维复相强化稀土铜基合金，其特征在于各组分的重量百分比如下原材料纯度为99.99％的Ag 5.9％～6.1％原材料纯度为99.95％的Cr 1.0％～2.2％原材料纯度为99.95％的Ce 0.08％～0.10％原材料纯度为99.95％的La 0.06％～0.08％原材料纯度为99.95％的Nd 0～0.02％原材料纯度为99.99％的Cu 其余。
2.银纤维复相强化稀土铜基合金的制造工艺，其特征在于将原材料Ag、Cu、Cr酸洗并充分清洗后烘干，先将Cu、Cr置于真空感应炉中，在低于0.1Pa大气压下熔化，在1100～1200℃下静置除气后向炉内充Ar至40～50kPa，再加入Ag并熔化，经电磁搅拌均匀再加入Ce、La及Nd稀土元素，熔化并电磁搅拌后静置2～3分钟浇注成棒状铸坯，坯料经450℃/2小时热处理后进行室温条件下的冷拉拔变形，在变形程度η＝1.2～1.4、1.9～2.0及2.6～2.8时分别进行450℃/1小时、400℃/1小时及360℃/1小时退火。
全文摘要
银纤维复相强化稀土铜基合金及制造工艺。材料重量百分比Ag为5.9%～6.1%、Cr为1.0%～2.2%,Ce为0.08%～0.10%,La为0.06%～0.08%,Nd为0～0.02%,其余为Cu。先将原材料Cu、Cr置于真空感应炉中,在低于0.1Pa大气压下熔化后向炉内充Ar至40～50kPa,加入Ag并熔化,经电磁搅拌后再加入Ce、La及Nd,熔化并静置2～3分钟后浇注成棒状铸坯。坯料经450℃/2小时热处理后,在冷拉拔变形程度η=1.2～1.4、1.9～2.0及2.6～2.8时分别进行450℃/1小时、400℃/1小时及360℃/1小时退火。本发明优点是:昂贵元素Ag的含量较低;熔注坯料可直接冷变形,中间热处理由5次减少到3次;在降低贵金属消耗量及简化工艺的条件下,其强度与导电性达到含24%～25%Ag的合金水平。
文档编号C22C9/00GK1380431SQ0211078
公开日2002年11月20日 申请日期2002年2月4日 优先权日2002年2月4日
发明者孟亮, 张雷, 田丽 申请人:浙江大学