一种铜铬锆镧合金制造技术

本发明专利技术提供一种铜铬锆镧合金，各成分组元按重量百分比为：铜97～99.8％、铬0.1～2％、锆0.05～0.5％、镧0.05～0.25％，采用真空感应熔炼方法。本发明专利技术中的铜铬锆镧合金中部分稀土镧与杂质反应生成难熔化合物进入熔渣，从而净化了基体，部分稀土镧与铜反应生成第二相Cu

【技术实现步骤摘要】
一种铜铬锆镧合金
本专利技术属于高性能结构的金属材料
，涉及一种铜铬锆镧合金。
技术介绍
目前，Cu-Cr-Zr合金作为一种高强度高导电性的铜合金，广泛应用于大规模集成电路用框架材料、高速列车用接触线等领域。但是，随着半导体器件的高度集成化和电气化列车向高速化发展，对引线框架材料和接触线材料提出了更高的要求。在合金中添加一定量的稀土La，稀土La可以与杂质元素(P、S、O等)发生反应生成密度小的化合物进入熔渣中，从而起到净化基体，改善合金力学和电学性能的作用。但是，如果加入量控制较少，则稀土La对基体的净化作用不明显，对合金性能的提高也就不明显；如果加入量较多，不仅会增加成本，造成稀土的浪费，污染环境，同时La还会与Cu基体生成粗大的第二相，反而会使得合金的力学和电学性能下降。因此，提出一种合适的稀土La添加量的Cu-Cr-Zr-La合金是目前亟待解决的问题之一。
技术实现思路
为了克服上述不足，本专利技术提供一种铜铬锆镧合金。稀土La和Ce同作为储量最丰富的稀土元素，其原子数相近，化学、物理性能相似，对铜合金的性能存在一定的相似性。两者均可作为改善铜合金性能的添加剂。在选择Ce的同时，本专利技术提出添加La改善铜合金性能。使一部分稀土La与杂质生成难熔化合物残留在熔渣中，净化基体；一部分稀土La与Cu生成第二相析出，弥散分布于基体中，起到强化基体的作用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种铜铬锆镧合金，由如下重量百分数的成分组成：铬0.1～2％、锆0.05～0.5％、镧0.05～0.25％，余量为铜及不可避免杂质。若镧的加入量小于0.05％，则对基体的净化作用不明显，对合金性能的提高也就不明显；若镧的加入量大于0.25％，不仅会增加成本，造成稀土的浪费，污染环境，同时La还会与Cu基体生成粗大的第二相，反而会使得合金的力学和电学性能下降。优选的，所述的铜铬锆镧合金由如下重量百分数的成分组成：铬1.0～2％、锆0.25～0.5％、镧0.15～0.25％，余量为铜及不可避免的杂质。优选的，所述的铜铬锆镧合金由如下重量百分数的成分组成：铬0.1～1.0％、锆0.05～0.15％、镧0.05～0.15％，余量为铜及不可避免的杂质。优选的：所述的铜铬锆镧合金由如下重量百分数的成分组成：铜99.15％、铬0.5％、锆0.2％、镧0.15％。本专利技术还提供了一种铜铬锆镧合金的制备方法，包括：将预处理后的紫铜、铜铬中间合金、铜锆中间合金、铜镧中间合金在惰性气体保护下，进行真空中频感应熔炼，待全部合金熔化后，保温10～30min，真空浇铸、冷却，即得。优选的，所述预处理为：去除紫铜、Cu-10wt.％Cr、Cu-10wt.％Zr、Cu-20wt.％La的氧化皮。优选的，所述惰性气体为氩气。优选的，所述浇铸温度为1200℃～1300℃。本专利技术还提供了一种铜铬锆镧合金，各组分重量百分比为：铬0.1～2％、锆0.02～0.5％、镧0.05～0.25％，余量为Cu及不可避免杂质.由上述铜铬锆镧合金通过真空感应熔炼方法制得。所述熔炼方法具体步骤如下：(1)将原料紫铜线、Cu-10wt.％Cr、Cu-10wt.％Zr、Cu-20wt.％La按比例配比；(2)将(1)中配好原料放入坩埚中，采用ZG-10型真空中频感应熔炼炉熔炼，氩气气氛保护；(3)待原料完全熔化后，保温10～30min；(4)采用真空浇铸的方式，将铜液浇铸至模具中。本专利技术还提供了任一上述的方法制备的铜铬锆镧合金。本专利技术还提供了任一上述的铜铬锆镧合金在制造大规模集成电路用框架材料或高速列车用接触线中的应用。本专利技术的有益效果(1)在铜铬锆合金中加入0.05～0.25％镧时，合金力学和电学性能得到改善。(2)本专利技术制备方法简单、实用性强，易于推广。附图说明图1为不同La加入量的铜铬锆镧合金宏观组织形貌：(a)0.05％；(b)0.15％；(c)0.25％；(d)0.5％；图2为不同La加入量的铜铬锆镧合金显微组织形貌：(a)0.05％；(b)0.15％；(c)0.25％；(d)0.5％；图3为添加0.5％La的合金能谱分析的点扫图；图4为Cu-La系合金相图。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：实施例1一种铜铬锆镧合金，按元素按重量百分比为：铜99.25％、铬0.5％、锆0.2％、镧0.05％熔炼方法：(1)将原材料紫铜线、Cu-10wt.％Cr、Cu-10wt.％Zr、Cu-20wt.％La去氧化皮后加入坩埚中，将模具预热至200℃-250℃，并喷氮化硼离型剂；(2)采用ZG-10型真空中频感应熔炼炉熔炼。为防止铜合金氧化，熔炼及浇铸过程在氩气气氛保护下进行；(3)以65～85℃/min升温速度升温，通过观察窗观察合金全部熔化后，继续升温2～3min后稍降低功率至18～20KW保持恒温，保温10～30min后浇铸至模具中，浇铸温度保持在1200℃～1300℃；(4)待炉内完全冷却后，打开炉盖将铸锭取出。实施例2一种铜铬锆镧合金，按元素按重量百分比为：铜99.85％、铬0.5％、锆0.2％、镧0.15％熔炼方法：(1)将原材料紫铜线、Cu-10wt.％Cr、Cu-10wt.％Zr、Cu-20wt.％La去氧化皮后加入坩埚中，将模具预热至200℃-250℃，并喷氮化硼离型剂；(2)采用ZG-10型真空中频感应熔炼炉熔炼。为防止铜合金氧化，熔炼及浇铸过程在氩气气氛保护下进行；(3)以65～85℃/min升温速度升温，通过观察窗观察合金全部熔化后，继续升温2～3min后稍降低功率至18～20KW保持恒温，保温10～30min后浇铸至模具中，浇铸温度保持在1200℃～1300℃；(4)待炉内完全冷却后，打开炉盖将铸锭取出。实施例3一种铜铬锆镧合金，按元素按重量百分比为：铜99.95％、铬0.5％、锆0.2％、镧0.25％熔炼方法：(1)将原材料紫铜线、Cu-10wt.％Cr、Cu-10wt.％Zr、Cu-20wt.％La去氧化皮后加入坩埚中，将模具预热至200℃-250℃，并喷氮化硼离型剂；(2)采用ZG-10型真空中频感应熔炼炉熔炼。为防止铜合金氧化，熔炼及浇铸过程在氩气气氛保护下进行；(3)以65～85℃/min升温速度升温，通过观察窗观察合金全部熔化后，继续升温2～3min后稍降低功率至18～20KW保持恒温，保温10～30min后浇铸至模具中，浇铸温度保持在1200℃～1300℃；(4)待炉内完全冷却后，打开炉盖将铸锭取出。实施例4一种铜铬锆镧合金，按元素按重量百分比为：铜98.8％、铬0.5％、锆0.2％、镧0.5％熔炼方法：(1)将原材料紫铜线、Cu-10wt.％Cr、Cu-10wt.％Zr、Cu-20wt.％La去氧化皮后加入坩埚中，将模具预热至200℃-250℃，并喷氮化硼离型剂；(2)采用ZG-10型真空中频感应熔炼炉熔炼。为防止铜合金氧化，熔炼及浇铸过程在氩气气氛保护下进行；(3)以65～85℃/min升温速度升温，通过观察窗观察合金全部熔化后，继续升温2～3min后稍降低功率至18～20KW保持恒温，保温10～30min后浇铸至模具中，浇铸温度保持在1200℃～1300℃；(4)待炉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜铬锆镧合金，其特征在于，由如下重量百分数的成分组成：铬0.1～2％、锆0.05～0.5％、镧0.05～0.25％，余量为铜及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种铜铬锆镧合金，其特征在于，由如下重量百分数的成分组成：铬0.1～2％、锆0.05～0.5％、镧0.05～0.25％，余量为铜及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的铜铬锆镧合金，其特征在于，由如下重量百分数的成分组成：铬1.0～2％、锆0.25～0.5％、镧0.15～0.25％，余量为铜及不可避免的杂质。3.如权利要求1所述的铜铬锆镧合金，其特征在于，由如下重量百分数的成分组成：铬0.1～1.0％、锆0.05～0.15％、镧0.05～0.15％，余量为铜及不可避免的杂质。4.如权利要求1所述的铜铬锆镧合金，其特征是：由如下重量百分数的成分组成：铜99.15％、铬0.5％、锆0.2％、镧0.15％。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜利，李继林，朱新德，常丽丽，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37