一种耐高温铜合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐高温铜合金及其制备方法，属于铜合金技术领域。本发明专利技术提供了一种耐高温铜合金，化学成分按质量百分比计包括：Cr0.5～1.0％，Co0.3～0.6％，Ti0.2～0.4％和余量的Cu。本发明专利技术在Cu

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温铜合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铜合金
，尤其涉及一种耐高温铜合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]铜合金材料因其具有较高的强度与电导率，广泛应用于集成电路的引线框架，电磁炮滑轨，电阻点焊电极与火箭发动机内壁燃烧室材料等领域。这些服役环境除要求铜合金材料良好的室温性能外，还要求合金材料具有良好的高温综合性能。
[0003]目前，铜合金材料中应用最多的为Cu
‑
Cr系合金，其在时效处理后能够得到纳米Cr析出相，具有良好的强度，硬度，电导率与耐磨性，然而Cu
‑
Cr系合金虽然能满足一定的需求，但其高温性能仍有待提升。
[0004]因此，如何提高Cu
‑
Cr系合金的高温性能成为本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种耐高温铜合金及其制备方法。本专利技术提供的铜合金在高温下能够获得理想的抗拉强度与延伸率。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种耐高温铜合金，化学成分按质量百分比计包括：Cr 0.5～1.0％，Co 0.3～0.6％，Ti 0.2～0.4％和余量的Cu。
[0008]优选地，化学成分按质量百分比计包括：Cr 0.6～0.8％，Co 0.4～0.5％，Ti 0.3～0.35％和余量的Cu。
[0009]本专利技术还提供了上述技术方案所述耐高温铜合金的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将电解铜、金属铬、金属钴和金属钛依次进行熔炼和浇注，得到浇注件；
[0011](2)将所述步骤(1)得到的浇注件依次进行均匀化处理、热轧、固溶处理和冷轧，得到耐高温铜合金。
[0012]优选地，所述步骤(1)中熔炼的温度为1230～1280℃，所述熔炼的时间为21～30min。
[0013]优选地，所述步骤(1)中浇注的温度为1100～1150℃。
[0014]优选地，所述步骤(2)中均匀化处理的温度为930～970℃，所述均匀化处理的保温时间为22～24h。
[0015]优选地，所述步骤(2)中热轧的温度为820～900℃，所述热轧的时间为1～2h。
[0016]优选地，所述步骤(2)中热轧的变形量为25～35％。
[0017]优选地，所述步骤(2)中固溶处理的温度为970～1000℃，所述固溶处理的保温时间为2～4h。
[0018]优选地，所述步骤(2)中冷轧的每道次变形量为10％，所述冷轧的总变形量为90％。
[0019]本专利技术提供了一种耐高温铜合金，化学成分按质量百分比计包括：Cr 0.5～
1.0％，Co 0.3～0.6％，Ti 0.2～0.4％和余量的Cu。本专利技术在Cu
‑
Cr合金的基础上引入Co和Ti，其中，Co作为高温合金元素，在析出强化型铜合金中添加能够提升合金的软化温度，阻碍Cr析出相的长大；Ti能够降低铜合金的层错能，固溶在基体中会加剧晶格畸变，高温下提升析出相的临界分切应力，阻碍位错运动，提升强度；同时，Co和Ti在铜基体内会形成Co2Ti纳米析出相，提升合金室温下和高温下的综合性能。实验结果表明，本专利技术提供的铜合金在经过500℃时效180min后，抗拉强度为595.4MPa，硬度为187.7HV，电导率为71.14％IACS；软化温度为600℃，在300～500℃范围内，抗拉强度与延伸率稳定提升，500℃下抗拉强度为318MPa，延伸率为11.61％。
附图说明
[0020]图1为实施例1制备得到的耐高温铜合金以及在400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃下进行60min等时时效后的耐高温铜合金的硬度和电导率曲线；
[0021]图2为实施例1制备得到的耐高温铜合金在500℃下分别进行0min、30min、60min、90min、120min、180min、240min等温时效后的硬度和电导率曲线；
[0022]图3为实施例1制备得到的耐高温铜合金和对比例1制备得到的Cu
‑
Cr合金在20℃下的工程应力
‑
工程应变曲线；
[0023]图4为实施例1制备得到的耐高温铜合金和对比例1制备得到的Cu
‑
Cr合金在300℃下的工程应力
‑
工程应变曲线；
[0024]图5为实施例1制备得到的耐高温铜合金和对比例1制备得到的Cu
‑
Cr合金在400℃下的工程应力
‑
工程应变曲线；
[0025]图6为实施例1制备得到的耐高温铜合金和对比例1制备得到的Cu
‑
Cr合金在500℃下的工程应力
‑
工程应变曲线。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种耐高温铜合金，化学成分按质量百分比计包括：Cr0.5～1.0％，Co 0.3～0.6％，Ti 0.2～0.4％和余量的Cu。
[0027]按质量百分比计，本专利技术提供的耐高温铜合金包括Cr 0.5～1.0％，优选为0.6～0.8％，更优选为0.69～0.7％。在本专利技术中，所述Cr为Cu
‑
Cr合金中的基础元素。
[0028]按质量百分比计，本专利技术提供的耐高温铜合金还包括Co 0.3～0.6％，优选为0.4～0.5％，更优选为0.45～0.46％。在本专利技术中，所述Co作为高温合金元素，在析出强化型铜合金中添加能够提升合金的软化温度，阻碍Cr析出相的长大；同时，Co能够与Ti在铜基体内形成Co2Ti纳米析出相，从而提升合金室温下和高温下的综合性能。
[0029]按质量百分比计，本专利技术提供的耐高温铜合金还包括Ti 0.2～0.4％，优选为0.3～0.35％，更优选为0.34％。在本专利技术中，所述Ti能够降低铜合金的层错能，固溶在基体中会加剧晶格畸变，高温下提升析出相的临界分切应力，阻碍位错运动，提升强度；同时，还能够与Co在铜基体内形成Co2Ti纳米析出相，从而提升合金室温下和高温下的综合性能。
[0030]按质量百分比计，本专利技术提供的耐高温铜合金还包括余量的Cu。在本专利技术中，所述Cu为基体材料。
[0031]本专利技术在Cu
‑
Cr合金的基础上引入Co和Ti，其中，Co作为高温合金元素，在析出强
化型铜合金中添加能够提升合金的软化温度，阻碍Cr析出相的长大；Ti能够降低铜合金的层错能，固溶在基体中会加剧晶格畸变，高温下提升析出相的临界分切应力，阻碍位错运动，提升强度；同时，Co和Ti在铜基体内会形成Co2Ti纳米析出相，提升合金室温下和高温下的综合性能。
[0032]本专利技术首先引入Co和Ti两种元素，通过固溶强化与析出强化，从室温到高温整个温度范围内，对合金的硬度，抗拉强度，软化温度均显著提升，解决了Cu
‑
Cr合金在400℃的脆性问题，并且在300、4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温铜合金，化学成分按质量百分比计包括：Cr0.5～1.0％，Co0.3～0.6％，Ti0.2～0.4％和余量的Cu。2.根据权利要求1所述的耐高温铜合金，其特征在于，化学成分按质量百分比计包括：Cr0.6～0.8％，Co0.4～0.5％，Ti0.3～0.35％和余量的Cu。3.权利要求1或2所述耐高温铜合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将电解铜、金属铬、金属钴和金属钛依次进行熔炼和浇注，得到浇注件；(2)将所述步骤(1)得到的浇注件依次进行均匀化处理、热轧、固溶处理和冷轧，得到耐高温铜合金。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中熔炼的温度为1230～1280℃，所述熔炼的时间为21～30min。5.根据权利要求3所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：康慧君，王同敏，张家郡，陈宗宁，郭恩宇，曹志强，卢一平，接金川，张宇博，李廷举，
申请(专利权)人：大连理工大学宁波研究院，
类型：发明
国别省市：