[发明专利]一种三氧化二钇弥散强化铜合金的制备方法

摘要

一种三氧化二钇弥散强化铜合金的制备方法，属于新材料技术领域。通过Cu‑Y非晶中间合金的氧化，预先获得比重与基体Cu接近的Cu‑Y2O3结合体，以此为基础直接熔炼制得了组织均匀、可控的ODS‑Cu合金。其主要优点在于：①克服了以往熔炼时因氧化物与基体比重差异大而导致的Y2O3粉末漂浮问题；②发挥了非晶结构、组分均一，以及氧在其中的固溶度大和扩散效率高的优势，来精确控制合金的氧添加量，并实现了Y2O3增强颗粒的大小、数目密度、形态和分布的有效调控；③通过熔铸工艺直接获得组织均匀的ODS‑Cu合金，工艺过程简单、高效、可控，易实现规模化生产；（4）由本发明制备的Y2O3弥散强化高强高导铜合金的室温电导率优于90%IACS，抗拉强度超过650MPa。

主权项

1.一种三氧化二钇弥散强化铜合金的制备方法，其特征是：制备方法包括以下步骤：（1）第一步，制备Cu‑Y非晶中间合金：采用真空非自耗电弧法熔炼制备质量百分比成分为Cu_80‑50Y_20‑50的合金锭；然后用真空单辊旋淬法获取Cu‑Y非晶条带，并通过DSC热分析测其晶化温度Tx；合金熔炼和非晶制备过程均要求先抽真空度至5×10^‑3 ~ 1×10^‑2 Pa，后充入0.01 ~ 0.08 MPa的纯氩保护气，电弧熔炼的工作电流为50~200 A；真空单辊旋淬制备Cu‑Y非晶时的感应电流为5~15 A，水冷铜辊表面线速度为40 m/s；（2）第二步，Cu‑Y非晶的氧化：将获得的Cu‑Y非晶条带置于不同的氧压气氛中，在低于其晶化温度Tx的不同温度下保温氧化，获得不同氧含量的Cu‑Y氧化非晶；非晶氧化过程要求先抽真空度至1×10^‑3 ~ 8×10^‑3 Pa，后充入0.01 ~ 0.08 MPa的O₂气，氧化温度200~280 °C，保温2~5 h；（3）第三步，制备ODS Cu合金：将获得的不同氧含量的Cu‑Y氧化非晶和纯铜为原料，配制含Y质量分数为0.1 ‑ 3.0 %的Cu合金，将其置于真空电弧炉中，直接熔炼得到Y₂O₃弥散强化铜合金，并测试其力学和导电性能；熔炼过程要求先抽真空度至5×10^‑3 ~ 1×10^‑2 Pa，后充入0.01 ~ 0.08 MPa的纯氩保护气，电弧熔炼的工作电流为50~150 A。