[发明专利]一种高强高塑双相协同析出型铜合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高塑双相协同析出型铜合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，首先进行Cu-Fe-C-P合金成分选择和优化，将Fe-C和Cu-P中间合金熔炼与铸造；配制Cu-Fe-C-P合金并在真空中频感应炉内进行熔炼，即首先升温到400～500℃时保温15min以上，然后继续升温到1500℃以上保温，待Fe-C和Cu-P中间合金、高纯Cu、高纯Fe以及其他纯金属彻底熔化后静置2～8min，然后经降温、升温和再降温后将熔炼好的Cu-Fe-C-P合金以一定的冷却速度快速凝固浇铸到水冷铜模内，然后采用变形温度为-50～-150℃的超低温冷轧形变诱发合金内Fe-C相发生马氏体相变以及超细亚晶的形成；最后在100～200℃之间采用低温热处理调控合金纳米晶组织以及纳米Fe-C和Fe-P双相协同析出，即可获得高强高塑Cu-Fe-C-P合金板材；

所述合金成分按质量百分比计：Fe:3.0wt％，C：0.03wt％，P:0.83wt％，Al≤0.1wt％，Si≤0.02wt％，Ni≤0.03wt％，Zn≤0.03wt％，B≤0.01wt％，Ti≤0.01wt％，其中C/Fe比在1.0％，P/Fe比在27.7％，余量为Cu。

2.根据权利要求1所述的铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述Cu-Fe-C-P合金真空熔炼是首先对炉膛进行抽真空，待炉膛真空度降低到2Pa以下时关闭真空泵，同时充入高纯Ar气待炉膛真空度达到0.02MPa以上时停止充气，继续抽真空到2Pa以下时开始逐级升温，得到合金熔体；所述快速凝固是将熔体温度降低到1200～1350℃并放置2～5min，随后将合金熔体再次升温到1500℃以上静置2～5min，然后降低电流再次降低熔体温度到1120～1280℃，并将其浇铸在通循环水的水冷铜模内，熔体凝固冷却速度控制在3×10³℃/s以上。

3.根据权利要求1所述的铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述超低温冷轧形变诱发Fe-C相发生马氏体相变以及超细亚晶的形成是首先将快凝态铜合金材料置于液氮罐内，放置1.5h以上，然后取出后在5s内对其进行深冷轧变形，变形量为60％～95％，道次应变量为6％～15％，变形方式采用同步轧制。

4.根据权利要求1所述的铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述低温热处理调控合金纳米晶组织以及纳米Fe-C和Fe-P双相协同析出的时间为2min～5h之间，氢气保护，采用水淬方式进行冷却，冷却速率大于100℃/s。