[发明专利]一种高强高导Cu-Cr-Zn合金材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强高导Cu‑Cr‑Zn合金材料的制备方法，该方法以纯度不低于99.9%的Cu、Cr、Zn为金属原料，通过物理熔炼、煅烧、除气、淬火等操作，并引入Ni/Fe金属材料，最终得到高强度、高导电性能的Cu‑Cr‑Zn合金材料。本发明制备的高强高导合金材料，抗拉强度高，导电性能好，能够满足实际应用领域不断提高的性能要求的需要。

技术领域

本发明涉及一种合金的制备方法，具体涉及一种高强高导Cu-Cr-Zn合金材料的制备方法。

背景技术

铜及铜合金以其优良的导电、导热性能，被广泛用于电子、交通、机械等领域。纯铜的导电导热性能突出，但纯铜的强度低，仅为230~290MPa，冷作硬化之后虽能提高至400MPa，但伸长率极低，且在回火过程中很快丧失，不能满足工业上的综合要求。随着高技术领域的发展，对铜合金的性能提出了更高要求，要求铜合金既有高强度、又有高导电的特性。高强高导铜合金可被用于制造连铸结晶器内衬、集成电路引线框架和高速列车架空导线等，在制造电阻焊电极、大型高速涡轮发电机的转子导线、气割机喷嘴等方面也有广泛的应用。例如，集成电路中用的引线框架，要求的理想强度达到600MPa，导电率达到80%IACS，并要求具有良好的导热性，一般的铜合金难以达到此要求。因此，研制、开发高强度、高导电性铜合金材料一直是铜合金研究的热点之一。由于铜合金的高强度和高导电率之间存在着矛盾的关系，因此通过适当的强化方法使铜合金在保持强度的同时有较高的导电率，是研制高强高导铜合金的关键。本发明基于以上问题，以Cu为金属原料，并引入Cr、Zn等金属，制备了一种高强高导Cu-Cr-Zn合金材料。

发明内容

本发明公开了一种高强高导Cu-Cr-Zn合金材料的制备方法，主要解决目前市场上铜合金强度低、导电性能差等问题。

一种高强高导Cu-Cr-Zn合金材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1）取20~60重量份铜，6~38重量份重量份铬，4~28重量份锌作为制备合金材料，将铬、锌放入熔炼炉中，升温至2000℃，使其熔化为熔体，充分搅拌后，得到铬锌合金液，接着再向熔炼炉中加入称量好的铜，降温至1500℃下保温1~1.5小时后继续降温至1050~1100℃，然后向熔炼炉中吹入氩气精炼20min后扒渣，静置10~20min，得到混合熔体；

2）将混合熔体转移至气氛升降炉中，将炉内抽真空至100Pa以下后通入0.1MPa纯氮气升温至950℃，加入11~35重量份ZnFe₂O₄@Ni纳米复合材料后再升温至1050~1100℃搅拌保温2小时，经三氯乙烯精炼除气3min等熔体温度降至1050~1150℃时浇注到600~800℃的金属模具中，在400~480℃下退火处理1.5h，通入氮气冷却后置于450~600℃的淬火炉中，保温2小时后进行油性淬火液恒温淬火处理，温度到150~350℃时进行回火处理，得到高强高导Cu-Cr-Zn合金材料。

所述ZnFe₂O₄@Ni纳米复合材料的制备方法为：

1）称取1.5重量份硫酸铁Fe₂(SO₄)₃、1.1重量份七水合硫酸锌ZnSO₄·7H2O溶于50重量份去离子水，匀速600r/min磁力搅拌10min，以6mL/min速度逐滴加入32重量份质量分数为4%的氢氧化钠水溶液，磁力搅拌10min后，将混合溶液转入高压反应釜中，并置于恒温鼓风干燥箱中，升温至160℃，反应4h，自然冷却至室温，然后以8000r/min转速离心分离5min得到沉淀产物，再用50重量份去离子水、无水乙醇洗涤3次，80℃下烘干，备用；