[发明专利]一种用于制造铜铬锆合金的包芯线及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及铜铬锆合金技术领域，具体是涉及一种用于制造铜铬锆合金的包芯线及其制备方法和应用，该包芯线包括外层和内芯，外层为薄纯T2铜带，内芯为CuZrCrAl非晶颗粒；CuZrCrAl非晶颗粒的成分按质量百分比计包括：Cu 50‑55％，Zr 40‑48％，Cr 1‑2％，Al 1‑5％。本发明包芯线以CuZrCrAl非晶颗粒为内芯，薄纯T2铜带包裹在外层，将其插入铜熔体流槽后，CuZrCrAl非晶颗粒在接触铜熔体后，瞬间发生包晶反应变为结晶核心，使得锆元素固溶到铜基体中去，获得分布均匀的第二相形核粒子，这种新型铜锆包芯线可用于非真空冶炼制造铜铬锆合金，不仅可以减少了锆的氧化和损失，还能实现规模化生产。

技术领域

本发明涉及铜铬锆合金技术领域，具体是涉及一种用于制造铜铬锆合金的包芯线及其制备方法和应用。

背景技术

铜铬锆是最为重要的高强高导铜合金材料。当在铜中添加微量的铬、锆经时效处理后的Cu-Cr-Zr合金在不降低导电率的情况下，因为析出了Cr(铬)、Zr(锆)纳米级的第二相粒子使合金的强度大大提高。经过改型的合金继承了纯铜的优越导电、导热性能，同时强度能够提高到500-600MPa、导电率在80％IACS以上，成为电阻焊电极、连铸结晶器、集成电路引线框架、电触点材料、气割机喷嘴、电气化铁路接触线、牵引电机导条、滑环、护环、高压开关导电杆、大型微波管结构和导电材料、切换开关、代银触头、灯丝引线、大型高速涡轮发电机的转子导线、电动机电刷、以及旋转源中子耙、核聚变系统中燃烧室喷嘴、衬套、火箭或喷气式飞机机翼或叶片前缘、微波管、电真空器件、大功率电子管支架等自冷导热材料等工业领域的关键材料。

目前为止，制造铜铬锆合金最成功的方法就是真空下冶炼铜铬锆合金。这种方法能保证锆在高温下不氧化和烧损，由于锆元素易氧化、铬极难熔化，难溶解于铜液中，使得铬锆铜合金一般需要在真空或惰性气氛下熔炼。然而，由于受制于电源功率和感应圈绝缘问题的限制，人们难以制造大功率、大容量真空熔炼炉或惰性气氛熔炼炉，使得至今国内外一般只能制造重量500kg以下的铜铬锆合金。如果用非真空冶炼锆时烧损严重，锆在基体的收得率极低，使得制造出来的铜铬锆各项指标不合格。因此，如何克服现有技术缺陷在非真空条件下冶炼铜铬锆合金是一个需要突破的课题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种用于制造铜铬锆合金的包芯线及其制备方法和应用，该包芯线以CuZrCrAl非晶颗粒为内芯，薄纯T2铜带包裹在外层，形成无缝包芯线，将其插入铜熔体流槽后，CuZrCrAl非晶颗粒在接触铜熔体后，瞬间发生包晶反应变为结晶核心，使得锆元素固溶到铜基体中去，获得分布均匀的第二相形核粒子，既细化了晶粒又把锆元素固溶到铜基体中去，这种新型铜锆包芯线可用于非真空冶炼制造铜铬锆合金，不仅可以减少了锆的氧化和损失，还能实现规模化生产。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于制造铜铬锆合金的包芯线，包括外层和内芯，所述外层为薄纯T2铜带，所述内芯为CuZrCrAl非晶颗粒；所述CuZrCrAl非晶颗粒的成分按质量百分比计包括：Cu 50-55％，Zr 40-48％，Cr 1-2％，Al 1-5％。

本发明通过加入Al、Cr可促进Cu、Zr形成非晶颗粒，容易得到微小颗粒，然后以CuZrCrAl非晶颗粒为内芯，外层为薄纯T2铜带，制成的包芯线加入在连铸流槽中，当小粒径CuZrCrAl非晶颗粒进入流槽后能很快融入溶体作为结晶核心，形成均匀的铜铬锆熔体在结晶器中结晶，可减少锆的氧化和损失，最终可获得铜铬锆元素分布均匀的坯料。

进一步地，上述技术方案中，所述CuZrCrAl非晶颗粒的粒度为0.2-1mm。本技术方案中，通过控制CuZrCrAl非晶颗粒在小粒径范围内，进入铜熔体后溶解快，可避免锆氧化烧损。

进一步地，上述技术方案中，所述内芯的直径为3.0-4.0mm,密度2.1-2.4g/cm³。

进一步地，上述技术方案中，所述外层的厚度为0.2-1.0mm。