一種提高銅基多元合金硬度的方法
【專利摘要】一種提高銅基多元合金硬度的方法，主要是將金屬型鑄造的銅基多元合金放在六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓時效處理，壓力為2～5Gpa，加熱溫度為480～550℃，保溫60～120min后，斷電卸壓冷卻至室溫。本發(fā)明工藝簡單、易于操控、性能穩(wěn)定，經(jīng)過該方法處理的銅基多元合金可獲得較高的硬度值，且組織更加均勻致密，與處理前的銅基多元合金相比，其硬度值提高了約28.05%；與經(jīng)過常規(guī)熱處理的相比，其硬度值提高了約10.54%。
【專利說明】
一種提高銅基多元合金硬度的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，具體的說涉及一種提高銅基多元合金硬度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅合金以其高強(qiáng)度、良好的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性已廣泛用于集成電路引線框、電阻焊 的電極、電樞、電動工具的換相器等方面。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對高強(qiáng)高導(dǎo)銅基多元合金 的需求量越來越大，同時對該類銅合金的力學(xué)性能也提出更高的要求。因此，尋找制備及提 高該類銅合金力學(xué)性能的方法引起廣泛重視。
[0003]目前，提高該類銅合金硬度的方法主要是優(yōu)化合金成分、形變及熱處理（固溶、時 效處理）。添加微量元素雖能提高銅合金的硬度值，但同時惡化了銅合金的導(dǎo)電性能；采用 形變及熱處理（固溶、時效處理）方法，工藝繁瑣，成本高，對提高銅合金的硬度仍有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是要提供一種易于操控、性能穩(wěn)定、能有效提高銅基多元合金硬度 的方法，本發(fā)明主要是采用金屬型鑄造銅基多元合金再結(jié)合高壓時效處理。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，該方法包括以下步驟：
[0006] ①、金屬型鑄造銅基多元合金材料的制備：
[0007] 以無氧銅（純度99. 99 % )、鉻粉（純度99. 9 % )、鐵粉（純度99. 95 % )、鋁粉（純 度97% )、硒粉（純度99. 99% )和碲粉（純度99. 99% )為原料，將Cu、Cr、Fe、Al、Se和 Te粉按照一定比例（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％ )配料，放入真空爐中的坩堝內(nèi)，在溫度1180~1250°C 下進(jìn)行熔化，當(dāng)原料完全熔化后保溫10~15分鐘，之后，澆入金屬鑄型冷卻至室溫，得到銅 基多元合金，其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)％ )為：Cr 0.50 %~0.80 %、Se 0.50 %~1.00 %、A1 0? 10%~0.30%、Te 0.40%~0.80%、Fe0. 10%~0.30%，其余量為 Cu ;
[0008] ②、高壓時效處理：
[0009] 將步驟①制備的金屬型鑄造銅基多元合金材料在六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓時效處 理，壓力為2~5GPa，加熱溫度為480~550°C，保溫時間為60~120min，斷電卸壓冷卻至 室溫。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和積極效果：
[0011] 1、本發(fā)明采用金屬型鑄造銅基多元合金，目的使銅合金凝固速度加快，造成Cr在 Cu中的固溶數(shù)量增多，為隨后高壓時效處理過程中Cr相的析出提供了保障。隨后的高壓時 效處理，一方面，可以消除鑄造過程中產(chǎn)生的顯微孔隙、疏松等缺陷，提高銅基多元合金的 致密性。另一方面，超高壓力能合金產(chǎn)生畸變，造成合金內(nèi)部位錯數(shù)量增多，這為時效過程 中Cr相的析出提供更多的部位，再者，超高壓力也能使析出相所需的臨界自由能減小，致 使析出Cr相的數(shù)量增多，同時過高的壓力下原子的擴(kuò)散較困難，對析出Cr相的長大起到了 抑制作用。故高壓時效處理后銅基多元合金基體中析出的Cr相更加細(xì)小，分布也更加彌 散，從而增強(qiáng)了彌散強(qiáng)化作用，再加上銅基多元合金致密性的增大，其結(jié)果提高了銅基多元 合金的硬度值。
[0012] 2、本發(fā)明工藝簡單，易于操控，性能穩(wěn)定。
[0013] 2、經(jīng)過本發(fā)明方法處理的銅基多元合金可獲得較高的硬度值，且組織更加均勻致 密。與鑄態(tài)銅基多元合金相比，其硬度值提高了約28.05% ;與經(jīng)過常規(guī)熱處理的相比，其 硬度值提高了約10. 54%。
【具體實施方式】
[0014] 下面通過實施例詳述本發(fā)明。
[0015] 實施例1
[0016] 所用材料為金屬型鑄造的銅基多元合金，其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt%)為：Cr 0.58%、56〇.720%310.23%、了6〇.64%、？6〇.21%，其余量為(：11。將該銅合金樣品放 在CS- I B型六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓時效處理，壓力為2GPa，加熱溫度為480°C，保溫時間為 120min，斷電卸壓冷卻至室溫。其硬度值的測試結(jié)果見表1。
[0017] 實施例2
[0018] 所用材料的成分與工藝過程與實施例1相同，本實施例中采用壓力為5GPa，加熱 溫度為550°C，保溫時間為60min，斷電卸壓冷卻至室溫。其硬度值的測試結(jié)果見表1。
[0019] 實施例3
[0020] 所用材料的成分與工藝過程與實施例1相同，本實施例中采用壓力為3GPa，加熱 溫度為500°C，保溫時間為lOOmin，斷電卸壓冷卻至室溫。其硬度值的測試結(jié)果見表1。
[0021] 表1不同狀態(tài)下銅基多元合金的硬度測試結(jié)果
[0023] 注：常規(guī)熱處理（固溶+時效）：950°C固溶60min+470°C時效120min。
[0024] 上述實驗結(jié)果表明：銅基多元合金經(jīng)本發(fā)明方法處理后具有較高的硬度值，高于 實施例前和常規(guī)熱處理工藝（固溶+時效）處理后的硬度值。
【主權(quán)項】
1. 一種提高銅基多元合金硬度的方法，其特征是：該方法包括以下步驟： ① 、金屬型鑄造銅基多元合金材料的制備： 以無氧銅、鉻粉、鐵粉、鋁粉、硒粉和碲粉為原料，將Cu、Cr、Fe、Al、Se和Te粉按照一定 比例配料，放入真空爐中的坩堝內(nèi)，在溫度1180~1250Γ下進(jìn)行熔化，當(dāng)原料完全熔化后 保溫10~15分鐘，之后，澆入金屬鑄型冷卻至室溫，得到銅基多元合金，其化學(xué)成分為：Cr 0. 50% ~0. 80%、Se 0. 50% ~1. 00%、A1 0. 10% ~0. 30%、Te 0. 40% ~0. 80%、Fe 0. 10% ~ 0. 30%，其余量為Cu ; ② 、高壓時效處理： 將步驟①制備的金屬型鑄造銅基多元合金材料在六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓時效處理，壓 力為2~5GPa，加熱溫度為480~550°C，保溫時間為60~120min，斷電卸壓冷卻至室溫。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高銅基多元合金硬度的方法，其特征是：所述無氧銅、 鉻粉、鐵粉、硒粉和碲粉原料的純度大于99. 9%，鋁粉原料的純度是97%。
【文檔編號】C22F1/08GK106032557SQ201510119667
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月18日
【發(fā)明人】常立民, 姜大雨, 徐宏
【申請人】吉林師范大學(xué)