[发明专利]一种大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强度导电管料的成形加工领域，尤其涉及一种大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法。

背景技术

AgCu10合金在国内外已广泛地用做导电材料，常用规格为3mm厚板材和外径Φ20mm以下的管材，但大规格管材目前国内外还未见有关于制造的报道，大规格的导电环都是用板材加工的。板材加工的导电环的优点是硬度容易控制，但其缺点是材料的利用率极低，板型平整度差，且加工成的导电环内部的组织流线不好，对导电环性能的稳定性有一定影响。

目前国内研制生产的大规格管材通常采用制造管坯-拉拔的工艺。加工时有三方面的难点：一是制造的管坯长度有限，不能满足Φ160轧管机的加工需求；二是管坯的壁厚较小，导致产品的总加工量小，加工产品内部组织不均匀，从而使硬度波动范围变大；三是总加工量小，不能进行中间热处理，因此凝固缩松不完全消除(AgCu10合金因其成分特性，在熔炼凝固时极易产生缩松缺陷)。一般的银铜用导电摩擦环，其硬度要求在130HV左右，而且GJB946A-2003《贵金属及其合金管材规范》中规定的最大外径是40mm，其硬度要求为不低于140HV。

为实现低摩擦磨损性能及低电阻性能，对银铜合金材料的尺寸规格、硬度、内部缺陷等均提出了高于国军标的要求。但是按目前的工艺方法，在硬度控制、内部缺陷控制方面仍有较大差距，为了满足航空航天的使用要求，因此急需这种大规格高强度的银铜导电管料。

发明内容

本发明的目的是提供一种大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法，满足航空航天使用的要求。

为实现目的，本发明采取以下设计方案：

一种大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法，包括如下工艺步骤：

a)真空熔炼：制备大规格银铜铸锭；

b)均匀化真空热处理：铸锭在650-770℃的温度下，保温2-8小时，然后随炉冷却；

c)锻造：经过均匀化真空热处理后的铸锭在400-450℃下热加工，进行双十字锻造；

d)固溶热处理：锻造后的铸锭在650-770℃下，保温2-6小时，然后冰水淬火；

e)挤压：经过固溶热处理后的铸锭在400-650℃下挤压，挤压力不大于30MPa，挤压速度为1.5-3.5m/min；

f)时效真空热处理：挤压后的铸锭在200-300℃下，保温1-5小时，然后随炉冷却；

g)机加工：铸锭进行机械加工至要求的尺寸，得到银铜导电管料。

步骤a)中，采用高纯4N银和无氧铜通过真空熔炼制得大规格铸锭；所述的大规格铸锭的直径φ90-φ120mm，长度不低于200mm。

大规格铸锭中，银的重量百分比为87.5％-90.5％，其余为铜。

真空熔炼的工艺参数：熔炼温度为900-1050℃，时间为1.5-3.5h，真空度要求低于13.3Pa。

步骤b)中，所述的均匀化真空热处理过程中，真空度要求低于13.3Pa。均匀化热处理可以使成分均匀；固溶处理可以使材料的硬度下降，软化基体，为后续的时效进行预处理。

步骤c)中，对锭坯进行双十字锻造，如锻造温度为400-450℃，锻造变形率为60％～80％。单十字锻造金属变形沿主要伸长方向呈带状分布，其组织也会随伸长的方向延展；而双十字锻造是在单十字的基础上再反复墩粗，可以使晶粒组织破碎，采用这种方法来破碎铸态组织，达到细化晶粒的作用，增加晶界，硬度就会升高。

步骤f)中，时效真空热处理过程中，真空度低于13.3Pa，时效可以使材料硬度升高，控制硬度值。

步骤g)中，所述的机加工包括线切割，数控粗车、精车，保证合金管材的内外径尺寸和表面光洁度、粗糙度和管的平直度。

采用本发明上述方法制备得到的大直径无缝高强度银铜导电管料的优点是：

(1)本方法制备的管料直径可以达到Φ40～100mm，壁厚为2～10mm。

(2)显微硬度为140～175HV。

(3)内部组织无直径大于0.5mm-10dB的缺陷。

(4)静态接触电阻小于2mΩ。

本发明大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法，采用真空熔铸锭坯，经过均匀化热处理、锻造、固溶处理、挤压和时效等步骤，制备加工得到的管料硬度可以达到140～175HV，内部无直径大于0.5mm-10dB缺陷，静态电阻小于2mΩ。实现了低摩擦磨损性能及低电阻性能，可以满足航天使用的要求。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。