[发明专利]一种Cu-Cr-Zr-Mg合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金的制备方法,具体为：将Cu块、Cu‑Zr中间合金、Cr粒和Mg粒放置在坩埚中，在真空感应炉内，氩气保护下，进行熔炼，冷却，得到Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金；然后Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金进行固溶、时效热处理，即得到Cu‑Cr‑Zr‑Mg合金成品。本发明通过向Cu‑Cr‑Zr合金中引入微量元素Mg，获得组织均匀、晶粒细小的铜合金。经过固溶、时效热处理后生成弥散的耐高温相CrCu2(ZrMg)，与Cr相协同强化铜基体，进一步提高Cu‑Cr‑Zr合金性能，获得高强度、高导电性、热稳定性好的铜合金。

技术领域

本发明属于铜合金制备技术领域，涉及一种Cu-Cr-Zr-Mg合金的制备方法。

背景技术

CuCrZr合金属于典型的时效强化型合金，具有良好的导电导热性能和较高强度的铜合金，广泛应用于集成电路引线框架材料、电气化铁路接触线、触头材料、连铸结晶器等领域。随着现代电力工业的快速发展，对CuCrZr合金的性能提出了更高的要求。而传统的CuCrZr合金已经不能满足使用要求，需要开发强度更高的铜合金。目前复合强化法是制备高强高导铜合金的主要方法，因此希望通过添加第四组元，在不显著降低导电率的条件下，进一步提高CuCrZr合金的强度和热稳定性。

Mg的加入可与Zr生成一种金属间化合物CrCu2(ZrMg)，固溶时效后起到多相沉淀强化铜基体的作用，从而在导电率损失不大的情况下提升合金的硬度和热稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种Cu-Cr-Zr-Mg合金的制备方法，以在保证铜合金导电率的基础上获得具有高强度、热稳定性的铜合金。

本发明所采用的技术方案是，一种Cu-Cr-Zr-Mg合金的制备方法，具体按以下步骤实施：

步骤1，制备Cu-Zr中间合金；

步骤2，制备Cu-Cr-Zr-Mg合金：

将Cu块、Cu-Zr中间合金、Cr粒和Mg粒由下至上依次放置在坩埚中，在真空感应炉内，氩气保护下，进行熔炼，冷却，得到Cu-Cr-Zr-Mg合金；

步骤3，Cu-Cr-Zr-Mg合金热处理：

对步骤2得到的Cu-Cr-Zr-Mg合金进行固溶、时效热处理，即得到Cu-Cr-Zr-Mg合金成品。

本发明的特点还在于，

Cu-Zr中间合金中Zr的质量百分含量为20～80％。

步骤1具体为：将打磨干净的Cu块、Zr块由下至上依次放入真空电弧熔炼炉中，抽真空到1×10-3Pa以上，在氩气保护下进行熔炼，熔炼过程中控制电流在250～350A，反复熔炼3～5次，每次1.5～2min。

步骤2熔炼过程中，首先将合金加热至1050～1150℃，保温3～5min；再升温至1350～1500℃，保温18～30min。

步骤2熔炼过程中，真空度控制在1×10-3Pa以上。

步骤3中固溶处理温度为850～1000℃，保温时间为0.5～2h，然后水淬。

时效处理温度为400～560℃，保温时间为3～5h。

制得的Cu-Cr-Zr-Mg合金中，按照质量百分数：Cr含量为0.5％～1.2％，Zr含量为0.1～0.8％，Mg含量为0.03～0.5％，余量为Cu。