【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铜合金材料，具体涉及一种高强度铜合金丝材及其制备方法。
技术介绍
1、超高强铍铜合金材料广泛应用于装备制造、电力工业、冶金工业等领域，是机械设备、同轴电缆、耐磨配件等结构功能器件用的核心基础材料，集结构和功能特性于一身，但由于其在高温处理时释放有害气体，近年来逐渐被取代，其中cunisn合金作为铍铜替代产品的潜力巨大。
2、目前cunisn合金公开的制备方法主要有粉末冶金法和熔炼铸造法，其中粉末冶金法制备成本较高，适用于精密零部件；熔炼铸造法制备工艺简单，但需要解决合金元素偏析的问题。
3、如申请号为202410374926.0、公开号为cn118064761a的中国专利技术专利申请公开了一种铜镍锡耐磨耐腐蚀铜合金及其制备方法，其组分(质量百分数)为ni：8.7～10.0％，sn：2.0～6.5％，fe≤0.6％，mn≤0.2％；zn≤0.5％，mg≤0.05％，p≤0.05％，si≤0.15％，余量为cu。其制备工艺包括：熔炼、水平连铸、退火、轧制、连续退火、轧制、退火。该申请提供的铜合金材料的的抗拉强度为687～736mpa，屈服强度为574～680mpa，断后延伸率为15.5～17.5％。
4、又如申请号为202111024970.1、授权公告号为cn113789459b的中国专利技术专利公开了一种铜镍锡合金及其制备方法和应用，其组分(质量百分数)为ni：8～16％，sn：5～9％，x1元素0.1～1.0％，x2元素0.1～0.5％，其中x1选自ti、si、al、v中的至少
5、又如申请号为201610280996.5、授权公告号为cn105714148b的中国专利技术专利公开了一种调幅分解型高强铜镍锡合金，其组分(质量百分数)为ni：14.0～16.0％，sn：7.0～9.0％，si：0.1～0.3％，ti：0.02～0.10％，余量为cu和不可避免的杂质。其制备工艺包括：气氛熔炼、热挤压、固溶、退火。该专利技术提供的铜合金材料的的抗拉强度≥1035mpa、断后延伸率≥17％。
6、又如申请号为202111564151.6、授权公告号为cn114196851b的中国专利技术专利公开了一种高强度导电铜合金材料及其制备方法，其组分(质量百分数)为ni：5～16％，sn：5～10％，mg：0.05～0.5％，微量元素0.002～0.16％和余量的cu。其制备工艺包括：熔炼、热挤压、固溶、时效、冷变形、退火。该专利技术提供的铜合金材料的的抗拉强度≥1000mpa、屈服强度≥950mpa，断后延伸率≥1％。
7、cunisn合金元素偏析的问题是阻碍其应用的主要因素，上述公开的方法中在一定程度上解决了该难题，但同时也会导致制造成本的增加，因此，需要研发一种工艺简单有效、生产成本可控、性能优良的cunisn合金材料的制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种性能优良的高强度铜合金丝材。
2、本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种高强度铜合金丝材的制备方法，以改善合金元素的偏析问题、且简化工艺、提高生产效率、降低成本。
3、本专利技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种高强度铜合金丝材，其特征在于：按照重量百分比计，由以下成分组成：ni：17～18％，sn：3～4％，al：3～4％，co：0.5～1％，p：0.05～0.1％，余量为cu及不可避免的杂质。
4、所述铜合金丝材的抗拉强度≥1345mpa、屈服强度≥1030mpa、断后伸长率≥2％、硬度≥330hv。
5、本专利技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种如上所述的高强度铜合金丝材的制备方法，其特征在于步骤如下：
6、1)感应熔炼：将配好的原材料：高纯cu、纯ni块、纯co块、cu-p中间合金放入感应炉中并在n2气氛保护下进行感应熔炼，待原材料完全熔化后得到熔液，然后将纯sn颗粒、纯al块加入熔液中并于1270～1330℃的温度下保温6～8min，随后感应熔炼功率降低至25～28kw进行浇铸成型得到坯锭；
7、2)水封挤压：将步骤1)所得坯锭进行切头处理，然后置于保温炉中做均匀化处理，随后取出坯锭进行水封挤压处理，得到铜合金棒；
8、3)轧制：将步骤2)所得铜合金棒进行多道次轧制处理；
9、4)再结晶退火：将步骤3)轧制处理后的铜合金棒进行气氛退火处理；
10、5)连续拉拔：将步骤4)退火处理后的铜合金棒进行多道次连续拉拔处理而得到铜合金线；
11、6)退火处理：将步骤5)所得的铜合金线进行气氛退火处理；
12、7)连续拉拔：将步骤6)退火处理后的铜合金线进行多道次连续拉拔处理；
13、8)退火处理：将步骤7)连续拉拔处理后的铜合金线进行气氛退火处理，即得到高强度铜合金丝材。
14、上述切头处理为将坯锭头部具有缩孔缺陷的部分切除。
15、优选地，步骤1)中，浇铸模具为内壁涂抹有脱模剂的紫铜模具。紫铜模具可以大幅度提高坯锭的冷却效率，降低脆性富sn区的比例。
16、进一步地，浇铸过程中，浇铸后期的浇铸速度低于浇铸前期的浇铸速度。以补缺铸造的缩孔缺陷，减少后面去头部分的余料，提高材料利用率。
17、优选地，步骤1)中，待原材料完全熔化后于1360～1450℃保温15～20min而得到熔液。
18、优选地，步骤2)中均匀化处理的温度为850～880℃，保温时间为5～6h，挤压比为11～13，挤压速度为24～30m/s。
19、优选地，步骤3)中轧制的总变形量为55～65％，道次加工量为5～10％；步骤5)中连续拉拔的总变形量为65～70％，道次加工量为5～10％；步骤7)中连续拉拔的总变形量为60～70％，道次加工量为5～10％。
20、优选地，步骤4)再结晶退火制度为：铜合金棒在室温下装炉，随炉升温至580～620℃，并保温4～8h，然后随炉降温，且退火气氛为n2；
21、步骤6)退火制度为：铜合金线在室温下装炉，随炉升温至500～540℃，并保温2～4h，然后随炉降温，且退火气氛为n2；
22、步骤8)退火制度为：铜合金线在室温下装炉，随炉升温至430～460℃，并保温1～2h，随后随炉降温，且退火气氛为n2。
23、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：将易偏析元素sn的质量分数控制在4％及以内，采用导热性优异的紫铜材料作为浇铸模具，实现铸锭的快速冷却，大幅度降低基体中脆性富sn区的比例；结合水封挤压技术确保元素sn以固溶的形式分布于基体中，改善合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度铜合金丝材，其特征在于：按照重量百分比计，由以下成分组成：Ni：17～18％，Sn：3～4％，Al：3～4％，Co：0.5～1％，P：0.05～0.1％，余量为Cu及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强度铜合金丝材，其特征在于：所述铜合金丝材的抗拉强度≥1345MPa、屈服强度≥1030MPa、断后伸长率≥2％、硬度≥330HV。
3.一种如权利要求1或2所述的高强度铜合金丝材的制备方法，其特征在于步骤如下：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，浇铸模具为内壁涂抹有脱模剂的紫铜模具。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：浇铸过程中，浇铸后期的浇铸速度低于浇铸前期的浇铸速度。(以补缺铸造的缩孔缺陷)。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，待原材料完全熔化后于1360～1450℃保温15～20min而得到熔液。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中均匀化处理的温度为850～880℃，保温时间为5～6h，挤压比为11～
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中轧制的总变形量为55～65％，道次加工量为5～10％；步骤5)中连续拉拔的总变形量为65～70％，道次加工量为5～10％；步骤7)中连续拉拔的总变形量为60～70％，道次加工量为5～10％。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤4)再结晶退火制度为：铜合金棒在室温下装炉，随炉升温至580～620℃，并保温4～8h，然后随炉降温，且退火气氛为N2；
...【技术特征摘要】
1.一种高强度铜合金丝材，其特征在于：按照重量百分比计，由以下成分组成：ni：17～18％，sn：3～4％，al：3～4％，co：0.5～1％，p：0.05～0.1％，余量为cu及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强度铜合金丝材，其特征在于：所述铜合金丝材的抗拉强度≥1345mpa、屈服强度≥1030mpa、断后伸长率≥2％、硬度≥330hv。
3.一种如权利要求1或2所述的高强度铜合金丝材的制备方法，其特征在于步骤如下：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，浇铸模具为内壁涂抹有脱模剂的紫铜模具。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：浇铸过程中，浇铸后期的浇铸速度低于浇铸前期的浇铸速度。(以补缺铸造的缩孔缺陷)。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚留奎，黄伟，闫志飞，沈万辉，陈子明，王晓光，邓立勋，韩震，武峥，赵孝孝，
申请(专利权)人：内蒙金属材料研究所，
类型：发明
国别省市：
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