【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铜合金材料，具体涉及一种高强导电cunisi合金的制备方法。
技术介绍
1、高强导电铜合金主要用于制备导电弹性元器件，如电连接器、导电弹片等，可应用于航空、航天、新能源汽车、电力、电子行业等领域，是重要的结构功能一体化材料。这类材料主要包括cube、cunisn、cuti、cunimn、cunial、cunisi等铜合金。cube合金具有高强度、适中的导电性、良好的耐磨性和冲击无火花特性，但是其高温抗应力松弛性能差，不宜长时间在较高温度下工作，而且铍的氧化物和粉尘具有高度致癌性，会对人体和环境造成较为严重的危害。cunisn合金具有较高的材料强度和优良的耐磨性，但由于其熔铸过程中锡元素容易产生反偏析和枝晶偏析，制造难度较大。cuti合金具有较好的耐磨性和较高的强度，但其导电率较低，应用范围受到限制。cunimn合金在耐蚀性和力学性能上具有较好表现，但mn元素在熔炼时蒸发严重，不易精确控制合金成分。cunial合金具有高强度、优良的高温热稳定性和耐腐蚀性，但其经形变热处理工艺后导电率偏低。
2、cunisi合金具有高强度、优异的抗弯折性能、较高的导电性能、抗应力松弛性能好、加工性能好、冲击无火花等优点，是一种应用领域广阔的高强导电铜合金。但是，ni和si元素在熔炼过程中容易与氧元素反应而烧损，导致合金成分难以控制，同时会形成氧化夹杂影响铸锭质量，一般需要在真空环境下进行熔炼和浇铸，无法满足大批量、大尺寸的工业化规模生产需求。在目前发布的专利中，并没有发现关于cunisi合金在非真空大气环境下熔炼的研究。此
3、因此，通过熔体覆盖剂、材料成分和制备工艺三方面协同创新，制备出可以在非真空大气环境下熔铸且性能优异，适合大规模工业化生产的高强导电cunisi合金，具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可在非真空大气环境下熔铸且性能优异，适合大规模工业化生产的高强导电cunisi合金及其制备方法。
2、本专利技术的目的通过如下技术方案实现：
3、本专利技术提供一种高强导电cunisi合金，其按重量百分比计，包括以下成分：ni：0.50～2.50％、si：0.30～1.50％、co：0.50～2.50％、y：0.03～0.10％，余量为cu，且ni、si、co、y以cuni、cusi、cuco、cuy中间合金形式加入。
4、其中，各原材料分别为纯度≥99.9wt.％的cu金属块，ni含量≤5wt.％的cuni中间合金，si含量≤3wt.％的cusi中间合金，co含量≤5wt.％的cuco中间合金以及y含量≤85wt.％的cuy中间合金。
5、本专利技术还一种所述的高强导电cunisi合金的制备方法，它包括以下步骤：
6、(1)配料：按重量百分比为：ni：0.50～2.50％、si：0.30～1.50％、co：0.50～2.50％、y：0.03～0.10％，其余为cu进行配料，且ni、si、co、y以cuni、cusi、cuco、cuy中间合金形式加入；
7、优选的，其中，各原材料分别为纯度≥99.9wt.％的cu金属块，ni含量≤5wt.％的cuni中间合金，si含量≤3wt.％的cusi中间合金，co含量≤5wt.％的cuco中间合金以及y含量≤85wt.％的cuy中间合金。
8、(2)熔炼及浇铸：熔炼在大气环境下进行，在熔炼炉上方加装漏斗状气体保护罩，该保护罩可在熔炼炉上方释放纯氩气，用于驱赶熔体上方的空气。先将纯铜块放入熔炼炉中，再加入覆盖剂一，升温至1150～1250℃，直至纯铜块完全熔化，并保温3～6分钟。随后加入cuni、cusi、cuco、cuy中间合金块体，再加入覆盖剂二，升温至1250～1350℃，保温10～20分钟，然后对合金熔体进行扒渣，接着将合金熔体浇铸到模具中并冷却到室温，得到合金铸锭；
9、其中，所述覆盖剂一包括按重量百分比计的以下组分组分：酸化石墨80～85wt.％、膨胀珍珠岩15～20wt.％；
10、所述覆盖剂一的制备方法为：将酸化石墨、膨胀珍珠岩分别放进烘箱中，烘干温度为100～200℃，保温时间为20～30分钟，然后分别破碎成粒径为1～4mm的颗粒，最后按覆盖剂一的配比进行混合，并搅拌均匀。
11、所述覆盖剂二包括按重量百分比计的以下组分组分：酸化石墨60～70wt.％、膨胀珍珠岩8～12wt.％、碳酸钠2～3wt.％、碳酸钙3～4wt.％、氟化钠4～12wt.％、氟化镁4～15wt.％；
12、所述覆盖剂二的制备方法为：将酸化石墨、膨胀珍珠岩、碳酸钠、碳酸钙、氟化钠、氟化镁分别放进烘箱中，烘干温度为100～200℃，保温时间为20～30分钟，然后分别破碎成粒径为1～4mm的颗粒，最后按覆盖剂二的配比进行混合，并搅拌均匀。
13、(3)均匀化处理：在纯氩气保护下，将步骤(2)所得的合金铸锭放入热处理炉中进行均匀化处理，均匀化处理温度为900～950℃，保温时间为1～2小时，然后随炉冷却至室温；
14、(4)热轧：将均匀化后的合金铸锭加热至870～950℃，然后进行热轧，热轧总变形量为60～80％，终轧温度为700～800℃，终轧后的合金带材立即进行水淬处理，迅速冷却至室温；
15、(5)固溶处理：在纯氩气保护下，将热轧后的合金带材放入热处理炉中进行固溶处理，固溶温度为850～950℃，保温时间为1～2小时，随后将合金带材迅速冷却至室温；
16、(6)一次冷轧：将固溶处理后的合金带材去除表面氧化皮，然后在室温下冷轧，冷轧总变形量为75～90％；
17、(7)回归处理：在纯氩气保护下，将一次冷轧后的合金带材放入热处理炉中进行回归处理，回归温度为900～950℃，保温时间为0.5～3分钟，随后迅速冷却至室温；
18、(8)二次冷轧：将回归处理后的合金带材去除表面氧化皮，然后在室温下进行二次冷轧，冷轧总变形量为20～40％；
19、(9)时效处理：在纯氩气保护下，将二次冷轧后的合金带材放入热处理炉中进行时效处理，时效温度为420～480℃，保温时间为2～4小时，随后以风冷的方式冷却至室温，得到所述铜合金带材。
20、较之现有技术而言，本专利技术的优点在于：
21、(1)本专利技术在cunisi三元合金的基础上添加了y元素和co元素。y元素的作用，一方面由于y与o、n、h的反应吉布斯自由能比较低，可以有效去除熔体中的o、n、h元素，起到净化熔体的作用，同时减少ni、si、co、cu元素的烧损。由于固溶于cu基体中的si元素会导致cu合金的导电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强导电CuNiSi合金，其特征在于：按重量百分比计，包括以下成分：Ni：0.50～2.50％、Si：0.30～1.50％、Co：0.50～2.50％、Y：0.03～0.10％，余量为Cu。
2.一种如权利要求1所述的高强导电CuNiSi合金的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的高强导电CuNiSi合金的制备方法，其特征在于：它包括依序进行的以下步骤：
4.根据权利要求2所述的高强导电CuNiSi合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在熔炼炉上方加装漏斗状气体保护罩，该保护罩可在熔炼炉上方释放纯氩气，用于驱赶熔体上方的空气。
5.根据权利要求2所述的高强导电CuNiSi合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中原材料为纯度≥99.9wt.％的Cu金属块，Ni含量≤5wt.％的CuNi中间合金，Si含量≤3wt.％的CuSi中间合金，Co含量≤5wt.％的CuCo中间合金和Y含量≤85wt.％的CuY中间合金。
6.根据权利要求2所述的的高强导电CuNiSi合金的制备方法，其特
7.根据权利要求6所述的高强导电CuNiSi合金的制备方法，其特征在于：所述覆盖剂一的制备方法为：将酸化石墨、膨胀珍珠岩分别放进烘箱中，烘干温度为100～200℃，保温时间为20～30分钟，然后分别破碎成粒径为1～4mm的颗粒，最后按覆盖剂一的配比进行混合，并搅拌均匀。
8.根据权利要求2所述的高强导电CuNiSi合金的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述覆盖剂二包括按重量百分比计的以下组分组分：酸化石墨60～70％、膨胀珍珠岩8～12％、碳酸钠2～3％、碳酸钙3～4％、氟化钠4～12％、氟化镁4～15％。
9.根据权利要求8所述的高强导电CuNiSi合金的制备方法，其特征在于：所述覆盖剂二的制备方法为：将酸化石墨、膨胀珍珠岩、碳酸钠、碳酸钙、氟化钠、氟化镁分别放进烘箱中，烘干温度为100～200℃，保温时间为20～30分钟，然后分别破碎成粒径为1～4mm的颗粒，最后按覆盖剂二的配比进行混合，并搅拌均匀。
...【技术特征摘要】
1.一种高强导电cunisi合金，其特征在于：按重量百分比计，包括以下成分：ni：0.50～2.50％、si：0.30～1.50％、co：0.50～2.50％、y：0.03～0.10％，余量为cu。
2.一种如权利要求1所述的高强导电cunisi合金的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的高强导电cunisi合金的制备方法，其特征在于：它包括依序进行的以下步骤：
4.根据权利要求2所述的高强导电cunisi合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在熔炼炉上方加装漏斗状气体保护罩，该保护罩可在熔炼炉上方释放纯氩气，用于驱赶熔体上方的空气。
5.根据权利要求2所述的高强导电cunisi合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中原材料为纯度≥99.9wt.％的cu金属块，ni含量≤5wt.％的cuni中间合金，si含量≤3wt.％的cusi中间合金，co含量≤5wt.％的cuco中间合金和y含量≤85wt.％的cuy中间合金。
6.根据权利要求2所述的的高强导电cunisi合金的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，魏彪，樊亚昌，周建辉，王月明，王矿金，曾佳伟，谭文龙，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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