一种高强度铜银合金材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度铜银合金材料的制备方法，包括以下步骤：1）以铜、银为原料，按照质量分数银15-20%，余量为铜的比例进行配料；2）采用真空熔炼技术制备铜银合金棒料；3）采用真空自耗电弧熔炼技术精炼铜银合金棒料；4）热挤压：挤压温度为800-900℃，保温2-4h，挤压比为8-10，挤压成棒材；5）热处理：退火温度为200-250℃，保温时间为1-2h，随炉冷却；6）拉拔即得。本发明以铜、银为原料，通过在真空自耗熔炼炉中炼取铜银合金锭，后经热挤压、热退火、拉拔等工艺，获得高强度的铜银合金。本发明的制备方法得到的铜银合金材料，抗拉强度可达1.2GPa以上，电导率可达75%IACS以上。
【专利说明】一种高强度铜银合金材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高强度铜银合金材料的制备方法，属于合金材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]铜银合金具有良好的导热导电性，以及优异的物理力学性能，被广泛应用与高强度磁体系统、大型高速涡轮发电机转子导线等。长期以来，在铜银合金的研究中发现，铜银合金强度和导电性存在此消彼长的关系，在保持铜银合金高电导率的情况下，很难将抗拉强度提高到1.1GPa以上，因此处理好抗拉强度和电导率的关系，并开发一种兼备高强度和高导电性的材料是许多科研工作者研究和开发的重点方向。
[0003]CN101643866A公开了一种高强高导CuAg合金材料及其制备方法，并具体公开了该合金材料成分为Ag5wt%-10wt%,铜余量,及该合金材料的制备方法,包括:1)化学成分设计；2)熔炼室和定向凝固室抽真空；3)石墨坩埚预热；4)合金熔炼；5)下拉石墨坩埚；6)取出合金锭；7)热挤压；8)热处理；9)拉丝。但是采用该方法制得的CuAg合金材料在电导率仅为70-71%的情况下，其抗拉强度也无法达到1.1GPa以上。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种高强度铜银合金材料的制备方法，以在保持铜银合金高导电率的情况下，提高铜银合金的抗拉强度。
[0005]为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是提供一种高强度铜银合金材料的制备方法，包括以下步骤:
[0006]I)以铜、银为原料，按照质量分数银15-20%，余量为铜的比例进行配料；
[0007]2)采用真空熔炼技术制备铜银合金棒料；
[0008]3)采用真空自耗电弧熔炼技术精炼铜银合金棒料:安装真空熔炼制得的铜银合金棒料，然后在有冷却水、压缩空气的条件下对真 空自耗电弧炉抽真空，炉内真空度达到IPa时，合金熔炼，待温度降至100°C以下，取出铜银合金棒料；
[0009]4)热挤压:挤压温度为800_900°C，保温2_4h，挤压比为8_10，挤压成棒材；
[0010]5)热处理:退火温度为200_250°C，保温时间为l_2h，随炉冷却；
[0011]6)拉拔即得。
[0012]所述铜纯度大于99.9%。
[0013]所述银纯度大于99.9%。
[0014]所述步骤2)中的铜银合金棒料为Φ50-Φ80ι?πι。
[0015]所述真空熔炼技术的具体步骤为:
[0016]将配比好的铜、银一次性装入真空熔炼炉内，其中Ag装入料斗内，然后抽真空，当真空度达到0.1-0.5Pa时开始送电，升高功率，当温度到达1200°c时加入银，并进行搅拌，当温度至900-950°C时浇注，冷却得到铜银合金棒料。
[0017]所述步骤3)的熔炼温度为1100-1200°C。[0018]所述步骤3)的熔炼时间为20_30min。
[0019]所述拉拔每道次变形量为10-15%。
[0020]本发明以铜、银为原料，通过在真空自耗熔炼炉中精炼铜银合金棒料，后经热挤压、热退火、拉拔等工艺，获得高强度的铜银合金。本发明采用真空自耗熔炼技术，改善了合金组织；采用800-900°C热挤压工艺，可以细化晶粒、消除铸造缩孔、改变组织走向，提高材料的综合性能；200-250°C退火，消除残余应力减少变形与裂纹倾向，调整组织，消除组织缺陷。实验证明，采用本发明的制备方法得到的铜银合金材料，抗拉强度可达1.2GPa以上，电导率可达75%IACS以上。
【具体实施方式】[0021]实施例1
[0022]本实施例的高强度铜银合金材料的制备方法，包括以下步骤:
[0023]I)以纯度大于99.9%的铜和纯度大于99.9%的银为原料，按质量分数银15%，余量为铜的比例进行配料；
[0024]2)采用真空熔炼技术制备Φ80πιπι的铜银合金棒料，具体步骤为:
[0025]将配比好的铜、银一次性装入真空熔炼炉内，其中Ag装入料斗内，然后抽真空，当真空度达到0.5Pa时开始送电，升高功率，当温度到达1200°C时加入银，并进行搅拌，当温度至900°C时浇注，冷却得到铜银合金棒料；
[0026]3)采用真空自耗电弧熔炼技术精炼铜银合金棒料；
[0027]a)装料:检查电级杆表面和导电面是否清洁，无异物后将铜银合金棒料锁紧；
[0028]b)真空自耗电弧炉抽低真空:在有冷却水、压缩空气的条件下抽真空，炉内真空度要求为IPa ；
[0029]c)合金熔炼，熔炼温度为1200°C，时间为20min ;待温度降至100°C，取出铜银合金棒料；
[0030]4)热挤压:挤压温度为800°C，保温4h，挤压比为8，挤压成棒材；
[0031]5)热处理:退火温度为220°C，保温时间为lh，随炉冷却；
[0032]6)拉拔，每道次变形量为15%，得到高强度铜银合金材料。
[0033]实施例2
[0034]本实施例的高强度铜银合金材料的制备方法，包括以下步骤:
[0035]I)以纯度大于99.9%的铜和纯度大于99.9%的银为原料，按质量分数银20%，余量为铜的比例进行配料；
[0036]2)采用真空熔炼技术制备Φ50πιπι的铜银合金棒料，具体步骤为:
[0037]将配比好的铜、银一次性装入真空熔炼炉内，其中Ag装入料斗内，然后抽真空，当真空度达到0.1Pa时开始送电，升高功率，当温度到达1200°C时加入银，并进行搅拌降温，当温度至950°C时浇注，冷却得到铜银合金棒料；
[0038]3)采用真空自耗电弧熔炼技术精炼铜银合金棒料；
[0039]a)装料:检查电级杆表面和导电面是否清洁，无异物后将铜银合金棒料锁紧；
[0040]b)真空自耗电弧炉抽低真空:在有冷却水、压缩空气的条件下抽真空，炉内真空度要求为IPa ；[0041]c)合金熔炼，熔炼温度为1150°C，时间为30min ;待温度降至80°C，取出铜银合金棒料；
[0042]4)热挤压:挤压温度为900°C，保温2h，挤压比为9，挤压成棒材；
[0043]5)热处理:退火温度为250°C，保温时间为2h，随炉冷却；
[0044]6)拉拔，每道次变形量为10%，得到高强度铜银合金材料。
[0045]实施例3
[0046]本实施例的高强度铜银合金材料的制备方法，包括以下步骤:
[0047]I)以纯度大于99.9%的铜和纯度大于99.9%的银为原料，按质量分数银18%，余量为铜的比例进行配料；
[0048]2)采用真空熔炼技术制备Φ60πιπι的铜银合金棒料，具体步骤为:
[0049]将配比好的铜、银一次性装入真空熔炼炉内，其中Ag装入料斗内，然后抽真空，当真空度达到0.3Pa时开始送电，升高功率，当温度到达1200°C时加入银，并进行搅拌降温，当温度至930°C时浇注，冷却得到铜银合金棒料；
[0050]3)采用真空自耗电弧熔炼技术精炼铜银合金棒料；
[0051]a)装料:检查电级杆表面和导电面是否清洁，无异物后将铜银合金棒料锁紧；
[0052]b)真空自耗电弧炉抽低真空:在有冷却水、压缩空气的条件下抽真空，炉内真空度要求为IPa ；
`[0053]c)合金熔炼，熔炼温度为1100°C，时间为25min ;待温度降至90°C，取出铜银合金棒料；
[0054]4)热挤压:挤压温度为850°C，保温3h，挤压比为10，挤压成棒材；
[0055]5)热处理:退火温度为200°C，保温时间为1.5h，随炉冷却；
[0056]6)拉拔，每道次变形量为13%，得到高强度铜银合金材料。
[0057]实验例
[0058]对实施例1-3的铜银合金材料的抗拉强度和电导率进行测试，结果如表1所示。
[0059]表1实施例1-3的铜银合金材料的抗拉强度和电导率测试结果
[0060]
【权利要求】
1.一种高强度铜银合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)以铜、银为原料，按照质量分数银15-20%，余量为铜的比例进行配料； 2)采用真空熔炼技术制备铜银合金棒料； 3)采用真空自耗电弧熔炼技术精炼铜银合金棒料:安装真空熔炼制得的铜银合金棒料，然后在有冷却水、压缩空气的条件下对真空自耗电弧炉抽真空，炉内真空度达到IPa时，合金熔炼，待温度降至100°C以下，取出铜银合金棒料； 4)热挤压:挤压温度为800-900°C，保温2-4h，挤压比为8_10，挤压成棒材； 5)热处理:退火温度为200-250°C，保温时间为l_2h，随炉冷却； 6)拉拔即得。
2.根据权利要求1所述的高强度铜银合金材料的制备方法，其特征在于，所述铜纯度大于99.9%ο
3.根据权利要求1所述的高强度铜银合金材料的制备方法，其特征在于，所述银纯度大于99.9%ο
4.根据权利要求1所述的高强度铜银合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的铜银合金棒料为Φ 50-Φ 80mm。
5.根据权利要 求1所述的高强度铜银合金材料的制备方法，其特征在于，所述真空熔炼技术的具体步骤为: 将配比好的铜、银一次性装入真空熔炼炉内，其中Ag装入料斗内，然后抽真空，当真空度达到0.1-0.5Pa时开始送电，升高功率，当温度到达1200°C时加入银，并进行搅拌，当温度至900-950°C时浇注，冷却得到铜银合金棒料。
6.根据权利要求1所述的高强度铜银合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)的熔炼温度为1100-1200°C。
7.根据权利要求1所述的高强度铜银合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)的熔炼时间为20-30min。
8.根据权利要求1所述的高强度铜银合金材料的制备方法，其特征在于，所述拉拔每道次变形量为10-15%。
【文档编号】C22F1/08GK103572184SQ201310487643
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】张彦敏, 周志红, 王庆福, 国秀花, 宋克兴, 李红霞, 贾淑果, 周延军, 赵培峰, 张学宾 申请人:河南科技大学