【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于稀土铜合金，具体涉及一种高强高导稀土铜合金cu-cr-zr板材的制备方法。
技术介绍
1、铜及铜合金具有高的导电性、良好的导热性和高强度等一系列优异的性能，是一类非常重要的结构功能一体化材料，被广泛应用于大规模集成电路、高速轨道交通、航天航空、新能源汽车等领域。近年来，随着高新科技产业的迅速发展，特别是微电子、新能源汽车等领域的快速发展，对铜合金的性能提出了越来越高的要求。高强高导铜合金的力学与电学性能之间存在着矛盾关系，在工程上，一直希望获得在具备高导电性，相对电导率大于80%icsa，同时兼备高强度，抗拉强度超过600mpa，可满足规模化生产的高强高导铜合金。
2、高强高导铜合金体系主要有cu-cr-zr系，cu-ni-si系、cu-fe-p系等，其中cu-cr-zr系铜合金具有良好的力学性能和电学性能，相对电导率最高可达80% iacs以上，是一种最具潜力的铜合金材料。然而，cu-cr-zr系铜合金的强度难以达到600mpa，难以满足日益发展的产品需求，这大大限制了cu-cr-zr系铜合金使用范围。因此，开发可满足规模化生产的高强高导cu-cr-zr系铜合金面临着一定的困难和挑战。
3、为此，提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提出一种高强高导稀土铜合金cu-cr-zr板材的制备方法，采用本专利技术中所述制备方法制得的稀土铜合金cu-cr-zr板材，能够保证高强度（≥620mpa）与高电导率（≥85％iacs）的有效
2、为了实现以上目的，本专利技术提供了以下技术方案。
3、本专利技术提供了一种高强高导稀土铜合金cu-cr-zr板材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、按照板材的合金成分进行合金配比，并将各元素的金属单质及中间合金混合熔炼，浇铸得到合金铸锭；其中，所述板材的合金成分包含以下质量百分比的各元素：0.58%~0.62% cr元素、0.13%~0.17% zr元素、0.09%~0.11% 稀土元素，余量为cu元素；所述稀土元素为ce元素，或者为ce和la元素；
5、将所述合金铸锭进行固溶处理，以及多次轧制和多步时效交替并连续加工处理，制得所述高强高导稀土铜合金cu-cr-zr板材；
6、熔炼时，所述cr元素以cu-cr中间合金的方式加入，所述zr元素以cu-zr中间合金的方式加入，所述稀土元素以cu-稀土元素中间合金方式加入，所述cu元素以单质铜的方式加入，所述单质铜纯度大于或等于99.99%；
7、所述熔炼过程包括：将单质铜加入石墨坩埚并加入石墨粉覆盖剂，采用中频感应熔炼炉，在大气环境下，随炉以50℃/min~100℃/min速率升温至1250℃~1260℃并保温，待铜完全熔化后继续升温至1350℃~1360℃，加入cu-cr中间合金，保温至其完全熔化；以10℃/min~30℃/min速率降温至1250℃~1260℃并保温，加入cu-zr中间合金，待完全熔化后加入cu-稀土元素中间合金进行熔炼，得到混合熔体。
8、在本专利技术的一些实施方式中，所述cr元素以cu-cr中间合金方式加入，所述cr元素的质量分数为10%~15%；
9、所述zr元素以cu-zr中间合金方式加入，所述zr元素质量分数为20%~40%；
10、所述稀土元素以cu-稀土元素中间合金方式加入，所述稀土元素质量分数为10%~20%。
11、在本专利技术的一些实施方式中，采用非真空熔炼及近液相线铸造法制得所述合金铸锭；其中，所述近液相线铸造法中采用温度为300℃~320℃的石墨模具，浇铸温度为1100℃~1120℃。
12、在本专利技术的一些实施方式中，所述固溶处理过程包括：将所述合金铸锭装入热处理炉，随炉升温至940℃~960℃，保温115min~125min后进行水淬，水温为22℃~26℃。
13、在本专利技术的一些实施方式中，所述多次轧制和多步时效交替并连续加工处理至少包括三次轧制和三步时效处理，且所述多次轧制的温度均为22℃~26℃，所述三步时效处理的升温速率均为5℃/min~10℃/min。
14、在本专利技术的一些实施方式中，所述三次轧制和三步时效处理过程包括：
15、将所述固溶处理后的坯料进行第一次轧制，并对所述第一次轧制后的坯料进行第一步时效处理；以及
16、对第一步时效处理后的坯料进行第二次轧制，并对第二次轧制后的坯料进行第二步时效处理；以及
17、对第二步时效处理后的坯料进行第三次轧制，并对第三次轧制后的坯料进行第三步时效处理。
18、在本专利技术的一些实施方式中，所述第一次轧制的变形量为75%~85%，所述第一步时效处理的温度为440℃~460℃，时间为55min~65min；
19、所述第二次轧制的变形量为65%~75%，所述第二步时效处理的温度为390℃~410℃，时间为25min~35min；
20、所述第三次轧制的变形量为45%~55%，所述第三步时效处理的温度为390℃~410℃，时间为25min~35min。
21、与现有技术相比，本专利技术达到了以下技术效果：
22、本专利技术通过在cu-cr-zr合金中加入稀土元素ce和la，能有效细化晶粒，同时稀土元素ce和la还可与杂质反应净化基体，与合金元素形成金属间化合物，细化析出相，可有效提高合金的综合性能。
23、本专利技术的制备环境是在大气环境、室温下，且采用的设备、工艺流程简单，无其他特殊要求，可满足规模化生产条件。
24、本专利技术制备的稀土铜合金cu-cr-zr-稀土元素（re）合金板材，抗拉强度超过620mpa，相对电导率高于85%iacs，性能优越，可以满足高端领域对高强高导铜合金性能要求。
25、本专利技术制备的cu-cr-zr-re合金板材抗拉强度可达620mpa~639mpa，屈服强度可达615mpa~633mpa，相对电导率可达85.2%iacs~88.5%iacs，断后延伸率可达5.7%~9%。
26、本专利技术制备的cu-cr-zr-re合金板材，在具备高强度的同时，保证了板材的高导电性。在三次轧制+三步时效交替并连续加工工艺下，可得到层错、纳米级孪晶和纳米级析出相等精细的亚结构，在上述结构的作用下，实现高强度高导电，满足高性能尖端技术需求。
27、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
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1.一种高强高导稀土铜合金Cu-Cr-Zr板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的高强高导稀土铜合金Cu-Cr-Zr板材的制备方法，其特征在于，所述Cr元素以Cu-Cr中间合金的方式加入，所述Cr元素的质量分数为10%~15%；
3.如权利要求1所述的高强高导稀土铜合金Cu-Cr-Zr板材的制备方法，其特征在于，采用非真空熔炼及近液相线铸造法制得所述合金铸锭；其中，所述近液相线铸造法中采用温度为300℃~320℃的石墨模具，浇铸温度为1100℃~1120℃。
4.如权利要求1所述的高强高导稀土铜合金Cu-Cr-Zr板材的制备方法，其特征在于，所述固溶处理过程包括：将所述合金铸锭装入热处理炉，随炉升温至940℃~960℃，保温115min~125min后进行水淬，水温为22℃~26℃。
5.如权利要求1所述的高强高导稀土铜合金Cu-Cr-Zr板材的制备方法，其特征在于，所述多次轧制和多步时效交替并连续加工处理至少包括三次轧制和三步时效处理，且所述多次轧制的温度均为22℃~26℃，所述三步时效处理的升温速率均为
6.如权利要求5所述的高强高导稀土铜合金Cu-Cr-Zr板材的制备方法，其特征在于，所述三次轧制和三步时效处理过程包括：
7.如权利要求6所述的高强高导稀土铜合金Cu-Cr-Zr板材的制备方法，其特征在于，所述第一次轧制的变形量为75%~85%，所述第一步时效处理的温度为440℃~460℃，时间为55min~65min；
...【技术特征摘要】
1.一种高强高导稀土铜合金cu-cr-zr板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的高强高导稀土铜合金cu-cr-zr板材的制备方法，其特征在于，所述cr元素以cu-cr中间合金的方式加入，所述cr元素的质量分数为10%~15%；
3.如权利要求1所述的高强高导稀土铜合金cu-cr-zr板材的制备方法，其特征在于，采用非真空熔炼及近液相线铸造法制得所述合金铸锭；其中，所述近液相线铸造法中采用温度为300℃~320℃的石墨模具，浇铸温度为1100℃~1120℃。
4.如权利要求1所述的高强高导稀土铜合金cu-cr-zr板材的制备方法，其特征在于，所述固溶处理过程包括：将所述合金铸锭装入热处理炉，随炉升温至940℃~960...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧敏，赵志龙，敖敏，杨佳明，乔振兴，新巴雅尔，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：
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