一種高強度銅銀合金材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度銅銀合金材料的制備方法，包括以下步驟：1）以銅、銀為原料，按照質(zhì)量分數(shù)銀15-20%，余量為銅的比例進行配料；2）采用真空熔煉技術制備銅銀合金棒料；3）采用真空自耗電弧熔煉技術精煉銅銀合金棒料；4）熱擠壓：擠壓溫度為800-900℃，保溫2-4h，擠壓比為8-10，擠壓成棒材；5）熱處理：退火溫度為200-250℃，保溫時間為1-2h，隨爐冷卻；6）拉拔即得。本發(fā)明以銅、銀為原料，通過在真空自耗熔煉爐中煉取銅銀合金錠，后經(jīng)熱擠壓、熱退火、拉拔等工藝，獲得高強度的銅銀合金。本發(fā)明的制備方法得到的銅銀合金材料，抗拉強度可達1.2GPa以上，電導率可達75%IACS以上。
【專利說明】一種高強度銅銀合金材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強度銅銀合金材料的制備方法，屬于合金材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]銅銀合金具有良好的導熱導電性，以及優(yōu)異的物理力學性能，被廣泛應用與高強度磁體系統(tǒng)、大型高速渦輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子導線等。長期以來，在銅銀合金的研究中發(fā)現(xiàn)，銅銀合金強度和導電性存在此消彼長的關系，在保持銅銀合金高電導率的情況下，很難將抗拉強度提高到1.1GPa以上，因此處理好抗拉強度和電導率的關系，并開發(fā)一種兼?zhèn)涓邚姸群透邔щ娦缘牟牧鲜窃S多科研工作者研究和開發(fā)的重點方向。
[0003]CN101643866A公開了一種高強高導CuAg合金材料及其制備方法，并具體公開了該合金材料成分為Ag5wt%-10wt%,銅余量,及該合金材料的制備方法,包括:1)化學成分設計；2)熔煉室和定向凝固室抽真空；3)石墨坩堝預熱；4)合金熔煉；5)下拉石墨坩堝；6)取出合金錠；7)熱擠壓；8)熱處理；9)拉絲。但是采用該方法制得的CuAg合金材料在電導率僅為70-71%的情況下，其抗拉強度也無法達到1.1GPa以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種高強度銅銀合金材料的制備方法，以在保持銅銀合金高導電率的情況下，提高銅銀合金的抗拉強度。
[0005]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是提供一種高強度銅銀合金材料的制備方法，包括以下步驟:
[0006]I)以銅、銀為原料，按照質(zhì)量分數(shù)銀15-20%，余量為銅的比例進行配料；
[0007]2)采用真空熔煉技術制備銅銀合金棒料；
[0008]3)采用真空自耗電弧熔煉技術精煉銅銀合金棒料:安裝真空熔煉制得的銅銀合金棒料，然后在有冷卻水、壓縮空氣的條件下對真 空自耗電弧爐抽真空，爐內(nèi)真空度達到IPa時，合金熔煉，待溫度降至100°C以下，取出銅銀合金棒料；
[0009]4)熱擠壓:擠壓溫度為800_900°C，保溫2_4h，擠壓比為8_10，擠壓成棒材；
[0010]5)熱處理:退火溫度為200_250°C，保溫時間為l_2h，隨爐冷卻；
[0011]6)拉拔即得。
[0012]所述銅純度大于99.9%。
[0013]所述銀純度大于99.9%。
[0014]所述步驟2)中的銅銀合金棒料為Φ50-Φ80ι?πι。
[0015]所述真空熔煉技術的具體步驟為:
[0016]將配比好的銅、銀一次性裝入真空熔煉爐內(nèi)，其中Ag裝入料斗內(nèi)，然后抽真空，當真空度達到0.1-0.5Pa時開始送電，升高功率，當溫度到達1200°c時加入銀，并進行攪拌，當溫度至900-950°C時澆注，冷卻得到銅銀合金棒料。
[0017]所述步驟3)的熔煉溫度為1100-1200°C。[0018]所述步驟3)的熔煉時間為20_30min。
[0019]所述拉拔每道次變形量為10-15%。
[0020]本發(fā)明以銅、銀為原料，通過在真空自耗熔煉爐中精煉銅銀合金棒料，后經(jīng)熱擠壓、熱退火、拉拔等工藝，獲得高強度的銅銀合金。本發(fā)明采用真空自耗熔煉技術，改善了合金組織；采用800-900°C熱擠壓工藝，可以細化晶粒、消除鑄造縮孔、改變組織走向，提高材料的綜合性能；200-250°C退火，消除殘余應力減少變形與裂紋傾向，調(diào)整組織，消除組織缺陷。實驗證明，采用本發(fā)明的制備方法得到的銅銀合金材料，抗拉強度可達1.2GPa以上，電導率可達75%IACS以上。
【具體實施方式】[0021]實施例1
[0022]本實施例的高強度銅銀合金材料的制備方法，包括以下步驟:
[0023]I)以純度大于99.9%的銅和純度大于99.9%的銀為原料，按質(zhì)量分數(shù)銀15%，余量為銅的比例進行配料；
[0024]2)采用真空熔煉技術制備Φ80πιπι的銅銀合金棒料，具體步驟為:
[0025]將配比好的銅、銀一次性裝入真空熔煉爐內(nèi)，其中Ag裝入料斗內(nèi)，然后抽真空，當真空度達到0.5Pa時開始送電，升高功率，當溫度到達1200°C時加入銀，并進行攪拌，當溫度至900°C時澆注，冷卻得到銅銀合金棒料；
[0026]3)采用真空自耗電弧熔煉技術精煉銅銀合金棒料；
[0027]a)裝料:檢查電級桿表面和導電面是否清潔，無異物后將銅銀合金棒料鎖緊；
[0028]b)真空自耗電弧爐抽低真空:在有冷卻水、壓縮空氣的條件下抽真空，爐內(nèi)真空度要求為IPa ；
[0029]c)合金熔煉，熔煉溫度為1200°C，時間為20min ;待溫度降至100°C，取出銅銀合金棒料；
[0030]4)熱擠壓:擠壓溫度為800°C，保溫4h，擠壓比為8，擠壓成棒材；
[0031]5)熱處理:退火溫度為220°C，保溫時間為lh，隨爐冷卻；
[0032]6)拉拔，每道次變形量為15%，得到高強度銅銀合金材料。
[0033]實施例2
[0034]本實施例的高強度銅銀合金材料的制備方法，包括以下步驟:
[0035]I)以純度大于99.9%的銅和純度大于99.9%的銀為原料，按質(zhì)量分數(shù)銀20%，余量為銅的比例進行配料；
[0036]2)采用真空熔煉技術制備Φ50πιπι的銅銀合金棒料，具體步驟為:
[0037]將配比好的銅、銀一次性裝入真空熔煉爐內(nèi)，其中Ag裝入料斗內(nèi)，然后抽真空，當真空度達到0.1Pa時開始送電，升高功率，當溫度到達1200°C時加入銀，并進行攪拌降溫，當溫度至950°C時澆注，冷卻得到銅銀合金棒料；
[0038]3)采用真空自耗電弧熔煉技術精煉銅銀合金棒料；
[0039]a)裝料:檢查電級桿表面和導電面是否清潔，無異物后將銅銀合金棒料鎖緊；
[0040]b)真空自耗電弧爐抽低真空:在有冷卻水、壓縮空氣的條件下抽真空，爐內(nèi)真空度要求為IPa ；[0041]c)合金熔煉，熔煉溫度為1150°C，時間為30min ;待溫度降至80°C，取出銅銀合金棒料；
[0042]4)熱擠壓:擠壓溫度為900°C，保溫2h，擠壓比為9，擠壓成棒材；
[0043]5)熱處理:退火溫度為250°C，保溫時間為2h，隨爐冷卻；
[0044]6)拉拔，每道次變形量為10%，得到高強度銅銀合金材料。
[0045]實施例3
[0046]本實施例的高強度銅銀合金材料的制備方法，包括以下步驟:
[0047]I)以純度大于99.9%的銅和純度大于99.9%的銀為原料，按質(zhì)量分數(shù)銀18%，余量為銅的比例進行配料；
[0048]2)采用真空熔煉技術制備Φ60πιπι的銅銀合金棒料，具體步驟為:
[0049]將配比好的銅、銀一次性裝入真空熔煉爐內(nèi)，其中Ag裝入料斗內(nèi)，然后抽真空，當真空度達到0.3Pa時開始送電，升高功率，當溫度到達1200°C時加入銀，并進行攪拌降溫，當溫度至930°C時澆注，冷卻得到銅銀合金棒料；
[0050]3)采用真空自耗電弧熔煉技術精煉銅銀合金棒料；
[0051]a)裝料:檢查電級桿表面和導電面是否清潔，無異物后將銅銀合金棒料鎖緊；
[0052]b)真空自耗電弧爐抽低真空:在有冷卻水、壓縮空氣的條件下抽真空，爐內(nèi)真空度要求為IPa ；
`[0053]c)合金熔煉，熔煉溫度為1100°C，時間為25min ;待溫度降至90°C，取出銅銀合金棒料；
[0054]4)熱擠壓:擠壓溫度為850°C，保溫3h，擠壓比為10，擠壓成棒材；
[0055]5)熱處理:退火溫度為200°C，保溫時間為1.5h，隨爐冷卻；
[0056]6)拉拔，每道次變形量為13%，得到高強度銅銀合金材料。
[0057]實驗例
[0058]對實施例1-3的銅銀合金材料的抗拉強度和電導率進行測試，結(jié)果如表1所示。
[0059]表1實施例1-3的銅銀合金材料的抗拉強度和電導率測試結(jié)果
[0060]
【權利要求】
1.一種高強度銅銀合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)以銅、銀為原料，按照質(zhì)量分數(shù)銀15-20%，余量為銅的比例進行配料； 2)采用真空熔煉技術制備銅銀合金棒料； 3)采用真空自耗電弧熔煉技術精煉銅銀合金棒料:安裝真空熔煉制得的銅銀合金棒料，然后在有冷卻水、壓縮空氣的條件下對真空自耗電弧爐抽真空，爐內(nèi)真空度達到IPa時，合金熔煉，待溫度降至100°C以下，取出銅銀合金棒料； 4)熱擠壓:擠壓溫度為800-900°C，保溫2-4h，擠壓比為8_10，擠壓成棒材； 5)熱處理:退火溫度為200-250°C，保溫時間為l_2h，隨爐冷卻； 6)拉拔即得。
2.根據(jù)權利要求1所述的高強度銅銀合金材料的制備方法，其特征在于，所述銅純度大于99.9%ο
3.根據(jù)權利要求1所述的高強度銅銀合金材料的制備方法，其特征在于，所述銀純度大于99.9%ο
4.根據(jù)權利要求1所述的高強度銅銀合金材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中的銅銀合金棒料為Φ 50-Φ 80mm。
5.根據(jù)權利要 求1所述的高強度銅銀合金材料的制備方法，其特征在于，所述真空熔煉技術的具體步驟為: 將配比好的銅、銀一次性裝入真空熔煉爐內(nèi)，其中Ag裝入料斗內(nèi)，然后抽真空，當真空度達到0.1-0.5Pa時開始送電，升高功率，當溫度到達1200°C時加入銀，并進行攪拌，當溫度至900-950°C時澆注，冷卻得到銅銀合金棒料。
6.根據(jù)權利要求1所述的高強度銅銀合金材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3)的熔煉溫度為1100-1200°C。
7.根據(jù)權利要求1所述的高強度銅銀合金材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3)的熔煉時間為20-30min。
8.根據(jù)權利要求1所述的高強度銅銀合金材料的制備方法，其特征在于，所述拉拔每道次變形量為10-15%。
【文檔編號】C22F1/08GK103572184SQ201310487643
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權日:2013年10月17日
【發(fā)明者】張彥敏, 周志紅, 王慶福, 國秀花, 宋克興, 李紅霞, 賈淑果, 周延軍, 趙培峰, 張學賓 申請人:河南科技大學