[发明专利]一种时效增强型CuCr合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种时效增强型CuCr合金的制备方法，用氮气作为保护气分进行真空感应熔炼，使用环孔限制式雾化器进行雾化制粉，将雾化后的合金粉末进行不同粒径筛分处理，使用一定粒径的合金粉末进行热压烧结和时效处理得到CuCr合金。本发明的CuCr合金制备方法提高了铬在铜中的固溶度，与机械球磨法制备的合金相比合金的成分均匀性好，气雾化法制备CuCr合金能够得到细小的晶粒组织以及铬较大的过饱和度，得到的合金试样具有高导电性和强度，烧结后得到的合金粉末析出相尺寸小，数量多，可用于航空航天高能性导电弹性器件和电触头材料。

技术领域

本发明属于弥散强化铜合金技术领域，具体涉及一种时效增强型CuCr合金的制备方法。

背景技术

随着电子、电力、交通以及航空航天工业的迅猛发展，对材料的导电性、耐磨性和使用寿命等方面提出了更高要求，铜铬合金相比其他合金材料具备更高的强度、导热性以及更好的导电性。根据固溶度曲线可知铬在铜中的固溶度仅为0.7％左右，提高铬在铜基体中的固溶度是提高铜铬合金综合性能的主要方法，目前制备铜铬合金的方法主要有混粉法、熔渗法、浇筑法，混粉和熔渗法会不同程度的引入杂质，降低合金的纯度，而采用浇铸法制备铜铬合金，由于铬的密度比铜轻，所以很容易产生合金元素的宏观偏析，采用快速凝固制备铜铬合金的方法有定向凝固、喷射沉积、气雾化法，喷射沉积和定向凝固对设备及工一参数的要求特别严格，目前制备铜铬合金的方法虽然很多，但是提高铬在铜中固溶度的研究较少，并且能做到铬在基体内均匀弥散分布。

发明内容

本发明的目的在于提供一种时效增强型CuCr合金的制备方法，解决Cr在铜基体内含量低以及Cr在铜基体内团聚及析出相尺寸大的问题，保证合金成分均匀，具有较高的导电性和强度。

为实现上述目的，本发明所采用以下技术方案：

一种时效增强型CuCr合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，材料准备，称取一定质量比例的铜块、铬粒和铜片，并对原材料进行表面处理；

步骤2，真空感应熔炼，将准备好的材料放到铺有石墨纸的石墨坩埚内，在氮气气氛保护下进行中频感应熔炼。

步骤3，雾化制粉，将熔炼后的材料进行雾化吹粉，确定一定的雾化压力和喷嘴直径，达到一定过热度后进行雾化制粉；

步骤4，热压烧结，选择一定粒径的合金粉末先冷压成型，然后在氮气气氛下进行热压烧结处理；

步骤5，时效处理，将热压合金试样在管式炉内进行低温时效处理。

作为本案发明进一步的方案，所述步骤1中铬质量比例为3-4％，铬的烧损量为2％。

作为本案发明进一步的方案，所述步骤2中采用真空感应炉进行熔炼，真空度为6-9 10-3Pa，氮气作为保护气，保护气体量为+0.02-0.1MPa；熔炼过热度为150～200℃，并在该温度下保温5-8min。

作为本案发明进一步的方案，所述步骤3采用限制式喷嘴，雾化压力4-6MPa，雾化喷嘴直径3-5mm。

作为本案发明进一步的方案，所述步骤4中烧结前用280-320MPa的压力冷压成型，使用50-75um合金粉末进行热压烧结，烧结气氛为氮气，烧结温度为1000-1030℃，烧结压力为28-30MPa，烧结时间为50-70min。

作为本案发明进一步的方案，所述步骤5中低温时效处理在气氛保护管式炉内进行，时效时间为4.3-4.7h，时效温度为440-470℃。