一种高强度高导电的铜合金材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铜合金领域，具体而言涉及一种高强度高导电的铜合金材料。
【背景技术】
[0002] 高强度高导电铜合金是具有优良综合物理性能和力学性能的高性能金属材料，同 时具备结构和功能特性，广泛应用于电力、电子、电气、机械等工业行业，用作电气工程开关 触桥、连铸机结晶器内衬、集成电路引线框架、大功率异步牵引电动机转子、电气化铁路接 触导线（电车线）、高脉冲磁场导体材料等。
[0003] 高强度和高导电性是一对矛盾，但在某些高新技术领域，要求材料同时具有高强 度和高导电性。目前主要是应用合金化和复合技术来解决这一问题。通过固溶强化、沉淀 强化、细晶强化和形变强化等手段来强化铜基体，技术较成熟，工艺较简单，成本较低，适宜 规模化生产，但所得材料强度一般低于450MPa，电导率一般不超过80% IACS，难以满足高 新技术对材料性能的要求。复合法制备的铜合金抗拉强度高，但其工艺较复杂，生产成本较 高，不利于工业化生产，需深入研究。
[0004] 材料的微合金化技术是根据材料的应用需要选择不同的合金元素，满足不同的性 能要求，在铜银合金的基础上，添加一些微量元素，以起到提高材料力学性能、耐腐蚀性能、 耐磨性能，并保持足够的导电性能和较高的强度。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种高强度高导电的铜合金材料，该铜合金材料具有较强的抗拉强 度、硬度、耐磨性和耐热性，同时具有优良的导电性。
[0006] 具体的，本发明涉及一种高强度高导电的铜合金材料，其特征在于，包括铜、银、 铬、镁、锰、镍以及稀土元素。
[0007] 在本发明的一个【具体实施方式】中，所述的高强度高导电的铜合金材料，包括铜、 银、铬、镁、锰、镍以及稀土元素，各组分的重量百分比为：镁〇. 5-1. 5%，锰0. 02-0. 15%，镍 0? 02-0. 1 %，银 0? 05-0. 2 %，铬 0? 55-2. 5 %，稀土元素 0? 10-0. 5 %，余量为铜。
[0008] 优选地，其中稀土元素为钕、镧、铒和钐；
[0009] 优选地，稀土元素中含钕30-35%，镧20-25%，铒20-25%，余量为钐（重量百分 比）；
[0010] 在本发明的一个【具体实施方式】中，所述的高强度高导电的铜合金材料，包括如 下重量百分比的原料：镁0.5-1. 5%，锰0.02-0. 15%，镍0.02-0. 1%，银0.05-0. 2%，铬 0. 55-2. 5%，稀土元素0. 1-0. 5%，余量为铜，其中稀土元素中含钕30-35%，镧20-25%，铒 20-25%，余量为钐。
[0011] 在本发明一个【具体实施方式】中，所述的高强度高导电的铜合金材料，包括如下重 量百分比的原料：镁1.0%，锰0.02%，镍0.02%，银0.05%，铬0. 55%，稀土元素0. 1%，余 量为铜，其中稀土元素中含钕30 %，镧20 %，铒20 %，余量为钐。
[0012] 在本发明一个【具体实施方式】中，所述的高强度高导电的铜合金材料，包括如下重 量百分比的原料：镁1. 5%，锰0. 15%，镍0. 1%，银0. 2%，铬2. 5%，稀土元素0. 5%，余量 为铜，其中稀土元素中含钕35 %，镧25 %，铒25 %，余量为钐。
[0013] 在本发明一个【具体实施方式】中，所述的高强度高导电的铜合金材料，包括如下重 量百分比的原料：镁0.5%，锰0. 1%，镍0.08%，银0. 1%，铬2%，稀土元素0.3%，余量为 铜，其中稀土元素中含钕30 %，镧25 %，铒20 %，余量为钐。
[0014] 本发明另一方面提供高强度高导电的铜合金材料的制备方法，其特征在于，包 括以下步骤：（1)先将铜在1200°C -1250°C熔炼30-60分钟，然后依次加入镁、锰、镍、银、 铬、稀土元素，同样温度下熔炼5-10分钟；（2)熔炼后在850-900°C下进行2-3小时固溶 处理，然后进行淬火处理；（3)将淬火后的合金进行70-90 %的变形处理；(4)将合金在 450-480°C下保温1. 5-2小时；（5)在室温下将合金进行70-90%的变形处理。
[0015] 优选地，其中变形处理方法为乳制、挤压、拉拔。
[0016] 稀土加入铜银合金中具有以下效果：（1)起到细化晶粒的效果，兼具造渣、净化铜 液的作用，可明显改善铸锭的组织及性能；(2)改善铜合金的抗氧化能力及耐高温强度； (3)起到脱氧、脱硫的效果，从而降低氧和硫的有害影响；(4)提高其耐磨性，显著降低材料 的磨损流失速率，使其主要磨损机制由严重的粘着磨损变为较轻的磨粒磨损。同时，银是贵 金属中相对廉价且具有优良导电性和导热性的金属，故保留微量的银可进一步提高其导电 性以及耐热性和耐磨性。
[0017] 下面结合具体的实施方式，对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1 :
[0019] -种高强度高导电的铜合金材料，包括如下重量百分比的原料：镁1.0%，锰 0. 1 %，镍0. 08 %，银0. 1 %，铬2 %，稀土元素0. 3 %，余量为铜，其中稀土元素中含钕30 %， 镧25%，铒20%，余量为钐；
[0020] 包括以下步骤：（1)先将铜在1200°C熔炼50分钟，然后依次加入镁、锰、镍、银、铬、 稀土元素，同样温度下熔炼10分钟；（2)熔炼后在900°C下进行2小时固溶处理，然后进行 淬火处理；（3)将淬火后的合金进行80%的变形处理；（4)将合金460°C下保温2小时；（5) 在室温下将合金进行80%的变形处理。
[0021] 实施例2:
[0022] -种高强度高导电的铜合金材料，包括如下重量百分比的原料：镁1.5%，锰 0. 15%，镍0. 1%，银0. 2%，铬2. 5%，稀土元素0. 5%，余量为铜，其中稀土元素中含钕 35%，镧25%，铒25%，余量为钐；
[0023] 包括以下步骤：⑴先将铜在1250°C熔炼60分钟，然后依次加入镁、锰、镍、银、铬、 稀土元素，同样温度下熔炼10分钟；（2)熔炼后在900°C下进行3小时固溶处理，然后进行 淬火处理；（3)将淬火后的合金进行90%的变形处理；(4)将合金在480°C下保温2小时； (5)在室温下将合金进行90%的变形处理。
[0024] 实施例3 :
[0025] -种高强度高导电的铜合金材料，包括如下重量百分比的原料：镁0.5%，锰 0. 02 %，镍0. 02 %，银0. 05