[发明专利]一种耐高温高导电CuCrNb系铜合金粉末的制备方法

权利要求书

1.一种耐高温高导电CuCrNb系铜合金粉末的制备方法，其特征在于，所述铜合金粉末的成分按质量百分比计为：Cr 3.2-6.5%、Nb 2.9-5.8%、余量为铜；

所述铜合金粉末的制备方法包括以下步骤：

S1熔炼：将原材料按比例混合并制备成电极棒，将电极棒放入真空自耗电弧熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为2600-2700℃，使3种金属完全熔化，同时在合金基体中形成弥散分布的析出相，该析出相主要为CrNb相，持续熔炼2-3h得到合金铸锭；

S2热锻：将步骤S1得到的合金铸锭进行热锻处理，热锻保温温度为1000-1200℃，热锻保温时间为120-180min，保温结束后取出合金铸锭在空气中进行锻造，锻造过程使用红外测温仪进行实时测量，锻造不得低于终锻温度，终锻温度为800-900℃，若达到终锻温度时仍未成型，则进行回炉保温，保温温度1000-1200℃，保温时间30-60min，保温时间到后取出继续锻造，重复上述步骤，直至锻造完毕；

S3机加工：将热锻好的合金铸锭进行机加工，制备雾化制粉所需的旋转电极（6）；

S4等离子旋转气雾化制粉：将步骤S3得到的旋转电极（6）装配到等离子旋转气雾化制粉设备的进给装置中，在氩气氛围的腔体中进行等离子旋转气雾化制粉，旋转电极（6）端面受等离子弧加热而熔化为液体，通过高速旋转的离心力将液体抛出并粉碎成细小的液滴，最后冷凝成粉末，通过控制制粉转速，可以控制金属熔滴的大小从而控制得到的不同大小粉末的比例，熔化后的金属液滴被高速旋转甩出，同时促进CrNb相的进一步析出，冷却后得到粉末，粉末内部形成弥散分布的CrNb相；

S5筛分：将步骤S4得到的粉末过270目筛网进行筛分，粒径为53-150μm的粉末为粗粉，占总粉末体积的52-69%，粒径小于53μm的粉末为细粉，占总粉末体积的31-48%；

所述步骤S4中等离子旋转气雾化制粉所使用的制粉装置包括检修架（1）、固定在所述检修架（1）一侧的旋转电机（2）、固定在检修架（1）另一侧的雾化罐（3）、位于所述雾化罐（3）中部外侧的等离子发生器（4）以及位于雾化罐（3）底部的收粉罐（5），所述旋转电机（2）用于带动所述旋转电极（6）高速旋转，旋转电极（6）末端通过供气组件（7）与雾化罐（3）内侧中部连接，检修架（1）内部设有的真空泵与所述雾化罐（3）内部连接；

所述雾化罐（3）为中部向外凸起的圆柱体，雾化罐（3）内壁两侧分别设有冷却腔组（8）和回流冷却管组（9），所述冷却腔组（8）包括上下对称设置的第一冷却腔（81）和第二冷却腔（82），所述回流冷却管组（9）包括第一回流冷却管（91）和第二回流冷却管（92），所述第一回流冷却管（91）一端与所述第一冷却腔（81）下部连接，另一端与所述第二冷却腔（82）上部连接，所述第二回流冷却管（92）一端与第二冷却腔（82）上部连接，另一端与第一冷却腔（81）上部连接；

所述供气组件（7）包括用于支撑旋转电极（6）的固定套（71）、套设在所述固定套（71）下部中心处的输气管（72），所述输气管（72）位于旋转电极（6）下方，输气管（72）末端设有一组通过伺服电机（76）控制转动的分支管组（73），所述分支管组（73）设有若干用于破碎金属液滴并改变金属液滴的运动方向的分支管，输气管（72）中部下方连接设有导气管（74），所述导气管（74）末端设有指向两侧的分支导气管（75），所述雾化罐（3）两侧底部的外壁上设有液氮冷却腔（31），所述收粉罐（5）上部设有筛分组件（51）。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温高导电CuCrNb系铜合金粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中CrNb相的原子百分比为2:1，析出相中除CrNb相以外的成分为单质Cr。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温高导电CuCrNb系铜合金粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中热锻后的合金铸锭的尺寸大小为：直径φ 40-60mm，长度L 400-500mm。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温高导电CuCrNb系铜合金粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中旋转电极（6）的尺寸大小为：直径φ 30mm，长度L 170mm。