一种高强高导的铜合金及其制备方法与流程

1.本技术涉及合金领域，尤其涉及一种高强高导的铜合金及其制备方法。


背景技术：

2.铜及铜合金具有强度高导热导电性能优良和易于加工的特点，被广泛应用于航空航天、电子通讯、机械制造、国防军工及日常生活领域；然而铜及铜合金在性能上仍具有可提升的空间，使铜及铜合金的工业上应用受到了很大的局限。


技术实现要素：

3.本技术提供一种高强高导的铜合金及其制备方法，能够使得铜合金具有更广泛的应用。
4.本技术采用了下列技术方案：
5.本技术提供了一种高强高导的铜合金，包括以下重量份的组分：铅0.1～0.2 重量份、镁0.5～1重量份、金1～2重量份、镍0.8～1.2重量份、铜98～100重量份。
6.本技术提供了一种高强高导的铜合金的制备方法，包括以下步骤：将铅、镁、铜加入到熔炉中熔炼，得到初熔炼产物。对初熔炼产物进行浮选除渣，得到初精炼产物。将一定量的初精炼产物注入到模具中，然后进行冷却、脱模，得到铸件。对铸件进行性能检测，根据检测结果确定金、镍的用量。将确定用量的金、镍加入到熔炉中熔炼，得到终熔炼产物。对终熔炼产物进行浮选除渣，得到终精炼产物。将终精炼产物注入模具中，然后进行冷却、脱模，得到铜合金。
7.进一步地，若铸件的抗拉强度低于700mpa、电导率低于80％iacs，则金的用量为1.5-2重量份，镍的用量为1.0～1.2重量份。
8.进一步地，若铸件的抗拉强度高于700mpa，电导率低于80％iacs，则金的用量为1.5-2重量份，镍的用量为0.8-0.9重量份。
9.进一步地，若铸件的抗拉强度高于700mpa，电导率高于80％iacs，则金的用量为1-1.4重量份，镍的用量为0.8-0.9重量份。
10.进一步地，若铸件的抗拉强度低于700mpa，电导率高于80％iacs，则金的用量为1-1.4重量份，镍的用量为1.0～1.2重量份。
11.进一步地，在对具有初精炼产物的模具进行冷却时，先以300-350℃/h的速度降温至600-700℃，再以200-250℃/h的速度降温至50-60℃。
12.进一步地，在对具有终精炼产物的模具进行冷却时，先以120-150℃/h的速度降温至600-700℃，再以80-100℃/h的速度降温至50-60℃。
13.进一步地，将铅、镁加入到熔炉中，接着在搅拌状态下，控制熔炉中的温度以100-150℃/h的速度升温至350-400℃，并保温0.5-1h，接着控制熔炉中的温度以180-200℃/h的速度升温至700-800℃，并保温1-2h，再将铜加入到熔炉中，接着控制熔炉中的温度以250-300℃/h的速度升温至1450-1500℃，并保温 2-3h。
14.进一步地，在将金、镍加入到熔炉中熔炼时，熔炉中的温度保持在1450-1500 ℃，并保温1-2h。
15.与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：
16.本技术的铜合金的抗拉强度为850mpa以上，电导率为90％iacs以上，高强高导，另外屈服强度为900mpa以上，从而具有更广泛的应用范围。
具体实施方式
17.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，下述实施例中，如无特殊说明，所使用的实验方法均为常规方法，所用材料、试剂等均可从生物或化学试剂公司购买。下面将结合实施例来详细说明本技术。
18.本技术提供了一种高强高导的铜合金，包括以下重量份的组分：铅0.1～0.2 重量份、镁0.5～1重量份、金1～2重量份、镍0.8～1.2重量份、铜98～100重量份。
19.本技术提供了一种高强高导的铜合金的制备方法，包括以下步骤：
20.步骤一、将铅、镁、铜加入到熔炉中熔炼，得到初熔炼产物。
21.具体地，将铅、镁加入到熔炉中，接着在搅拌状态下，控制熔炉中的温度以100-150℃/h的速度升温至350-400℃，并保温0.5-1h，同时控制熔炉中的含氧量为0.5-0.6％，接着控制熔炉中的温度以180-200℃/h的速度升温至700-800 ℃，并保温1-2h，同时控制熔炉中的含氧量为0.8-1％，再将铜加入到熔炉中，接着控制熔炉中的温度以250-300℃/h的速度升温至1450-1500℃，并保温 2-3h，同时控制熔炉中的含氧量为0.5-0.6％，得到初熔炼产物。上述初熔炼产物的熔体性能更佳，从而提升了铜合金的性能。
22.步骤二、对初熔炼产物进行浮选除渣，得到初精炼产物。
23.其中，将氮气通入至初熔炼产物中，以实现浮选除渣。
24.步骤三、将一定量的初精炼产物注入到模具中，然后进行冷却、脱模，得到铸件。对铸件进行性能检测，根据检测结果确定金、镍的用量。
25.其中，在对具有初精炼产物的模具进行冷却时，先以300-350℃/h的速度降温至600-700℃，再以200-250℃/h的速度降温至50-60℃。
26.若铸件的抗拉强度低于700mpa、电导率低于80％iacs，则金的用量为1.5-2 重量份，镍的用量为1.0～1.2重量份。
27.若铸件的抗拉强度高于700mpa，电导率低于80％iacs，则金的用量为1.5-2 重量份，镍的用量为0.8-0.9重量份。
28.若铸件的抗拉强度高于700mpa，电导率高于80％iacs，则金的用量为1-1.4 重量份，镍的用量为0.8-0.9重量份。
29.若铸件的抗拉强度低于700mpa，电导率高于80％iacs，则金的用量为1-1.4 重量份，镍的用量为1.0～1.2重量份。
30.步骤四、将确定用量的金、镍加入到熔炉中熔炼，得到终熔炼产物。
31.其中，在将金、镍加入到熔炉中熔炼时，熔炉中的温度保持在1450-1500 ℃，并保温1-2h，熔炉中的含氧量为0.7-0.8％。
32.步骤五、对终熔炼产物进行浮选除渣，得到终精炼产物。
33.其中，将氮气通入至终熔炼产物中，以实现浮选除渣。
34.步骤六、将终精炼产物注入模具中，然后进行冷却、脱模，得到铜合金。
35.其中，在对具有终精炼产物的模具进行冷却时，先以120-150℃/h的速度降温至600-700℃，再以80-100℃/h的速度降温至50-60℃。
36.下面结合具体实施例对本技术的技术方案进行详细说明。
37.实施例1
38.按照每重量份1000g，准备铅0.1重量份、镁0.5重量份、铜98重量份。
39.将铅、镁加入到熔炉中，接着在搅拌状态下，控制熔炉中的温度以100℃/h 的速度升温至350℃，并保温0.5h，同时控制熔炉中的含氧量为0.5％，接着控制熔炉中的温度以180℃/h的速度升温至700℃，并保温1h，同时控制熔炉中的含氧量为0.8％，再将铜加入到熔炉中，接着控制熔炉中的温度以250℃/h的速度升温至1450℃，并保温2h，同时控制熔炉中的含氧量为0.5％，得到初熔炼产物。
40.将氮气通入至初熔炼产物中，对初熔炼产物进行浮选除渣，得到初精炼产物。
41.将一定量的初精炼产物注入到模具中，然后先以300℃/h的速度降温至600 ℃，再以200℃/h的速度降温至50-60℃，接着脱模，得到铸件。对铸件进行性能检测，铸件的抗拉强度低于700mpa、电导率低于80％iacs，则金的用量为 1.5-2重量份，镍的用量为1.0～1.2重量份。
42.将确定用量的金、镍加入到熔炉中熔炼，其中，熔炼时，熔炉中的温度保持在1450℃，并保温1h，熔炉中的含氧量为0.7％，得到终熔炼产物。
43.将氮气通入至初熔炼产物中，对终熔炼产物进行浮选除渣，得到终精炼产物。
44.将终精炼产物注入模具中，然后先以120℃/h的速度降温至600℃，再以 80℃/h的速度降温至50℃，接着脱模，得到铜合金。
45.经检测，铜合金的抗拉强度为890mpa，电导率为91％iacs，屈服强度为 910mpa。
46.实施例2
47.按照每重量份1000g，准备铅0.2重量份、镁1重量份、铜100重量份。
48.将铅、镁加入到熔炉中，接着在搅拌状态下，控制熔炉中的温度以150℃/h 的速度升温至400℃，并保温1h，同时控制熔炉中的含氧量为0.6％，接着控制熔炉中的温度以200℃/h的速度升温至800℃，并保温2h，同时控制熔炉中的含氧量为1％，再将铜加入到熔炉中，接着控制熔炉中的温度以300℃/h的速度升温至1500℃，并保温3h，同时控制熔炉中的含氧量为0.6％，得到初熔炼产物。
49.将氮气通入至初熔炼产物中，对初熔炼产物进行浮选除渣，得到初精炼产物。
50.将一定量的初精炼产物注入到模具中，然后先以350℃/h的速度降温至700 ℃，再以250℃/h的速度降温至60℃，接着脱模，得到铸件。对铸件进行性能检测，铸件的抗拉强度高于700mpa，电导率高于80％iacs，则金的用量为1-1.4 重量份，镍的用量为0.8-0.9重量份。
51.将确定用量的金、镍加入到熔炉中熔炼，其中，熔炼时，熔炉中的温度保持在1500℃，并保温2h，控制熔炉中的含氧量为0.8％，得到终熔炼产物。
52.将氮气通入至初熔炼产物中，对终熔炼产物进行浮选除渣，得到终精炼产物。
53.将终精炼产物注入模具中，然后先以150℃/h的速度降温至700℃，再以 100℃/h的速度降温至60℃，接着脱模，得到铜合金。
54.经检测，铜合金的抗拉强度为950mpa，电导率为96％iacs，屈服强度为 960mpa。
55.实施例3
56.按照每重量份1000g，准备铅0.1重量份、镁0.8重量份、铜99重量份。
57.将铅、镁加入到熔炉中，接着在搅拌状态下，控制熔炉中的温度以120℃/h 的速度升温至380℃，并保温0.8h，同时控制熔炉中的含氧量为0.5％，接着控制熔炉中的温度以190℃/h的速度升温至750℃，并保温1.5h，同时控制熔炉中的含氧量为0.9％，再将铜加入到熔炉中，接着控制熔炉中的温度以280℃/h的速度升温至1480℃，并保温2.5h，同时控制熔炉中的含氧量为0.6％，得到初熔炼产物。
58.将氮气通入至初熔炼产物中，对初熔炼产物进行浮选除渣，得到初精炼产物。
59.将一定量的初精炼产物注入到模具中，然后先以320℃/h的速度降温至650 ℃，再以200-250℃/h的速度降温至55℃，接着脱模，得到铸件。对铸件进行性能检测，铸件的抗拉强度高于700mpa，电导率低于80％iacs，则金的用量为1.5-2重量份，镍的用量为0.8-0.9重量份。
60.将确定用量的金、镍加入到熔炉中熔炼，其中，熔炼时，熔炉中的温度保持在1480℃，并保温1.5h，熔炉中的含氧量为0.7％，得到终熔炼产物。
61.将氮气通入至初熔炼产物中，对终熔炼产物进行浮选除渣，得到终精炼产物。
62.将终精炼产物注入模具中，然后先以130℃/h的速度降温至650℃，再以 90℃/h的速度降温至55℃，接着脱模，得到铜合金。
63.经检测，铜合金的抗拉强度为925mpa，电导率为94％iacs，屈服强度为 930mpa。
64.实施例4
65.按照每重量份1000g，准备铅0.2重量份、镁0.5重量份、铜98重量份。
66.将铅、镁加入到熔炉中，接着在搅拌状态下，控制熔炉中的温度以150℃/h 的速度升温至400℃，并保温1h，同时控制熔炉中的含氧量为0.6％，接着控制熔炉中的温度以200℃/h的速度升温至700℃，并保温2h，同时控制熔炉中的含氧量为0.8％，再将铜加入到熔炉中，接着控制熔炉中的温度以300℃/h的速度升温至1500℃，并保温2h，同时控制熔炉中的含氧量为0.5％，实现铜的熔炼。
67.将氮气通入至初熔炼产物中，对初熔炼产物进行浮选除渣，得到初精炼产物。
68.将一定量的初精炼产物注入到模具中，然后先以350℃/h的速度降温至600 ℃，再以200℃/h的速度降温至60℃，接着脱模，得到铸件。对铸件进行性能检测，铸件的抗拉强度低于700mpa，电导率高于80％iacs，则金的用量为1-1.4 重量份，镍的用量为1.0～1.2重量份。
69.将确定用量的金、镍加入到熔炉中熔炼，其中，熔炼时，熔炉中的温度保持在1450℃，并保温1h，熔炉中的含氧量为0.8％，得到终熔炼产物。
70.将氮气通入至初熔炼产物中，对终熔炼产物进行浮选除渣，得到终精炼产物。
71.将终精炼产物注入模具中，然后先以150℃/h的速度降温至600℃，再以 100℃/h的速度降温至50℃，接着脱模，得到铜合金。
72.经检测，铜合金的抗拉强度为930mpa，电导率为92％iacs，屈服强度为 945mpa。
73.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。