[发明专利]高强高导铜合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于导电铜合金，主要涉及用于电气工业高强高导铜合金。

背景技术

目前，市场上的各种铬青铜合金导电性能好，普遍使用于电气工业制作电极、触头元件等，且能满足一般要求。但随着现代科学技术和工业的快速发展，铜合金的环境越来越趋于复杂化，对铜合金的性能提出了更高的要求。如，触头元件是公认的断路器高压真空开关的关键部件，触头材料在很大程度上决定了断路器的发展，在实际应用中，现有产品的弹性恢复能力较差，还难以满足特高压建设的要求；高速铁路等行业存在大量的高温、强腐蚀等环境，要求材料必须具有良好的综合性能，来满足安全运行的要求。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供一种高强高导铜合金及其制备方法。已解决高速铁路行业在高温、强腐蚀环境下，要求铜合金必须具有良好的综合性能，以满足安全运行的要求。

本发明的又一目的提供一种高强高导铜合金制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高强高导铜合金，其主要特点在于：按质量百分比的组成为铬0.6～0.9％，锰0.2～0.6％，硼0.4～0.8％，其余为铜，其中杂质不大于0.5％。

一种高强高导铜合金的制备方法，其主要特点在于包括如下步骤：

(1).按质量百分比进行配料；选用不小于99.90％的电解铜，含铬5～7％的铜铬中间体，含硼4～10％的铜硼合金，不小于97％的金属锰为原料；木炭硼砂覆盖剂为机制木炭、颗粒均匀，硼砂为工业用；

(2).对中频感应炉进行准备；

(3).合金熔炼，包括如下步骤：

①在中频炉中加入100-150kg电解铜，并将中频炉功率升至350-400KW,直至电解铜完全熔化，并铺上烘干的木炭硼砂覆盖剂，且炉内温度达到1200-1300℃时，依次向炉内加入金属锰4-5kg、铜硼合金40-80kg，再保温0.5-1小时；

②向炉中加入600-650kg电解铜，将中频炉功率升至650-800KW,电解铜完全熔化，温度达到1750-1800℃时，将木炭硼砂覆盖剂捞清，加入铜铬中间合金85-128kg，并加入冰晶石0.8-1.2kg，再次铺上木炭硼砂覆盖剂，精炼30-40分钟。

所述的高强高导铜合金的制备方法，还包括如下步骤：

(4).炉前化验：取样、制样、使用X荧光光谱仪或化学分析方法，检测炉内合金化学成份；

(5).出炉：清渣，出炉浇铸，浇铸温度为1250—1300℃，同时进行电磁搅拌。

所述的高强高导铜合金的制备方法，所述的步骤(2)中所述的对中频感应炉进行准备的步骤为：

(1)检查中频炉感应线圈与炉体绝缘以及线圈上耐火胶泥完整，如有破损补全胶泥的裂缝、残缺，自然干燥后将炉内温度升高至400-500℃，烘烤2-3小时；

(2)在中频炉炉底铺8-10mm石棉板，炉壁贴1-1.5mm的石棉板；

(3)使用高铝干式捣打料，并用筑炉器筑炉，捣打完炉底后，放入紫铜板制成的炉芯样板，然后捣打炉壁；

(4)使用高铝干式捣打料和硼酸及磷酸二氢铝液的混合物，筑打炉口与炉嘴；

(5)炉体筑完后，即可进入烤炉步骤。

所述的高强高导铜合金的制备方法，所述的步骤(2)中所述的对中频感应炉进行准备的步骤还包括有：所述捣打的炉胆底厚为150-200mm，炉壁厚为100-160mm。

所述的高强高导铜合金的制备方法，所述的步骤(2)中所述的对中频感应炉进行准备的步骤还包括有：所述的筑打炉胆容积为1-1.5吨，中频炉频率为250-750HZ，功率为20-650KW。

所述的高强高导铜合金制备方法，在所述的步骤(2)中，炉底打完后，在炉底与炉壁结合部的炉底部分向下挖45-55mm，直径为380-400mm的坑。

所述的高强高导铜合金的制备方法，所述的步骤(2)中所述的对中频感应炉进行准备的步骤还包括有烤炉步骤为：

(1)将中频炉炉芯内装入感应碳晶，炉头、炉口放置感应铁，即可开始升温烤炉；

(2)从常温开始升温，中频炉内起初功率为15-20KW，以5KW/h的速率升温，直至功率达到30-35KW,此时炉内温度达到200-250℃时，进行保温；升温、保温时间不少于6小时；同时，观察炉口、炉头有无蒸汽溢出，炉口处若过量膨胀，则延长保温时间，当炉口无蒸汽溢出，方可继续升温；