一种高强高导Ｃｕ－Ｆｅ－Ａｇ纳米原位复合材料的制备方法，步骤如下：（１）采用中频感应炉熔炼的方法制备Ｃｕ－Ｆｅ－Ａｇ三元合金，并对熔体进行强电脉冲处理或超声处理，采用水冷铜模浇注，熔铸成合金铸锭；（２）对铸锭进行热锻，然后在室温进行多道次冷拔，使Ｆｅ枝晶沿拉伸轴向逐渐伸长，直至形成定向排列的纳米级纤维；（３）在冷变形应变量为２－３时对材料进行热处理，使固溶的Ｆｅ和Ａｇ以纳米级粒子从基体中弥散析出；（４）随后的继续变形过程中，这些析出粒子参与变形，形成更加细小的增强纤维，进一步强化材料。本发明专利技术将铸态组织细化和形变结合，将纳米纤维增强和纳米粒子弥散强化相结合，提高材料强度的同时增大其导电性能，而且可以获得截面尺寸较大的材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种复合材料的制备方法，具体是一种高强高导Cu-Fe-Ag纳米原位复合材料的制备方法。
技术介绍
通常，铜合金的强度和电导率是一对矛盾，电导率高则强度低，而高强度的获得往往以牺牲电导率为代价。现代技术的发展对铜基导电材料的综合性能提出了更高的要求，如对一个40T的磁场，要求线圈材料的强度不低于1000MPa，而一个100T的磁场，要求材料强度达到2400MPa。形变原位复合材料法是制备(超)高强高导电铜合金的最理想的方法，其增强相在金属凝固过程中形成，在随后的变形过程中逐渐被拉长，形成定向排列的金属纤维。已有的研究工作主要集中于二元的Cu-Nb、Cu-Ag和Cu-Fe等，其中第二相金属的体积百分比为15-20％。Nb和Ag都是贵金属，限制了这类新材料的应用。Cu-Fe合金则由于其低成本引起研究者的兴趣。但铜中每固溶1％Fe重量百分比后，其电导率则迅速降至纯铜的65％。经对现有技术的文献检索发现，Song J.S.和Hong S.I.在Journal ofAlloys and Compounds 311(2000)265-269上发表的“Strength and electricalconductivity of Cu-9Fe-1.2Co filamentary microcomposite wires”(Cu-9Fe-1.2Co微观纤维复合材料的强度和导电率，合金与化合物，311卷，2000年，p265-269)中指出，合金元素Co基本存在于Fe相中，添加Co并没有对材料的导电率产生有益的作用。此外，目前为了得到高强度，往往需要对材料进行大量的塑性变形，应变达到11-12以上，因此制备出的材料虽然强度比较高，但截面尺寸很小，一般无法直接在工业生产中应用。因此有必要研制一种新的Cu-Fe系原位复合材料及其制备方法，提高材料强度同时，尽量减少Fe在Cu中的固溶，提高材料的电导率，并且能够获得较大的截面尺寸。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种高强高导Cu-Fe-Ag纳米原位复合材料的制备方法，使其将细化铸态组织和形变结合，将纳米纤维增强和纳米粒子弥散强化相结合，提高材料强度的同时增大其导电性能，而且可以获得截面尺寸较大的材料。本专利技术是通过以下技术方案实现的，步骤如下(1)采用中频感应炉熔炼的方法制备Cu-Fe-Ag三元合金，并在熔体凝固过程中施加超声处理，采用水冷铜模浇注，熔铸成合金铸锭；(2)对铸锭进行热锻，进一步细化微观组织，然后在室温进行多道次冷拔，使Fe枝晶沿拉伸轴向逐渐伸长，直至形成定向排列的纳米级纤维；(3)在冷变形应变量为2-3时对材料进行热处理，使固溶的Fe和Ag以纳米级粒子从基体中弥散析出，提高材料的导电性能。在随后的继续变形过程中，这些析出粒子参与变形，形成更加细小的增强纤维，进一步强化材料。所述的步骤(1)中，Cu-Fe-Ag三元合金中Ag的重量百分比为1-6％，Fe的重量百分比为11-14％，优化了合金的成分。所述的步骤(1)中，超声处理时间为1-2分钟，超声频率1千瓦，振幅15微米。所述的步骤(2)中，在680-720℃对铸锭进行热锻，道次变形量为0.6。所述的步骤(3)中，对材料进行热处理，具体为在1000-1050℃进行固溶处理，水冷，然后再在400-500℃和250-350℃分别对Fe和Ag进行3分级时效。本专利技术优点在于(1)通过在Cu-Fe二元合金中添加一定含量的Ag，降低高温下Fe在Cu中的固溶度并促进低温下Fe从Cu中析出。(2)采用了超声处理细化Cu-Fe-Ag合金铸态组织，通过中等程度的变形就可以获得纳米级增强纤维；(3)采用了分级时效方法使Fe和Ag以纳米级弥散粒子从基体中析出；(4)将纳米级纤维增强和纳米粒子弥散强化相结合。因此本专利技术将铸态组织细化和形变结合，将纳米纤维增强和纳米粒子弥散强化相结合，提高材料强度的同时增大其导电性能，而且可以获得截面尺寸较大的材料。具体实施例方式结合本专利技术的内容提供以下实施例将一定配比的纯铜、纯铁和纯银按本专利技术要求熔铸成合金铸锭，在680-720℃进行热锻，随后冷拔。经固溶和时效处理，使Fe和Ag从基体中充分析出，可制备出高强度高导电Cu-Fe-Ag纳米原位复合材料。 权利要求1.一种高强高导Cu-Fe-Ag纳米原位复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下(1)采用中频感应炉熔炼的方法制备Cu-Fe-Ag三元合金，并在熔体凝固过程中施加超声处理，采用水冷铜模浇注，熔铸成合金铸锭；(2)对铸锭进行热锻，进一步细化微观组织，然后在室温进行多道次冷拔，使Fe枝晶沿拉伸轴向逐渐伸长，直至形成定向排列的纳米级纤维；(3)在冷变形应变量为2-3时对材料进行热处理，使固溶的Fe和Ag以纳米级粒子从基体中弥散析出，提高材料的导电性能。2.根据权利要求1所述的高强高导Cu-Fe-Ag纳米原位复合材料的制备方法，其特征是，所述的步骤(1)中，Cu-Fe-Ag三元合金中Ag的重量百分比为1-6％，Fe的重量百分比为11-14％。3.根据权利要求1所述的高强高导Cu-Fe-Ag纳米原位复合材料的制备方法，其特征是，所述的步骤(1)中，超声处理时间为1-2分钟，超声频率1千瓦，振幅15微米。4.根据权利要求1所述的高强高导Cu-Fe-Ag纳米原位复合材料的制备方法，其特征是，所述的步骤(2)中，在680-720℃对铸锭进行热锻，道次变形量为0.6。5.根据权利要求1所述的高强高导Cu-Fe-Ag纳米原位复合材料的制备方法，其特征是，所述的步骤(3)中，对材料进行热处理，具体为在1000-1050℃进行固溶处理，水冷，然后再在400-500℃和250-350℃分别对Fe和Ag进行3分级时效。全文摘要一种，步骤如下(1)采用中频感应炉熔炼的方法制备Cu－Fe－Ag三元合金，并对熔体进行强电脉冲处理或超声处理，采用水冷铜模浇注，熔铸成合金铸锭；(2)对铸锭进行热锻，然后在室温进行多道次冷拔，使Fe枝晶沿拉伸轴向逐渐伸长，直至形成定向排列的纳米级纤维；(3)在冷变形应变量为2－3时对材料进行热处理，使固溶的Fe和Ag以纳米级粒子从基体中弥散析出；(4)随后的继续变形过程中，这些析出粒子参与变形，形成更加细小的增强纤维，进一步强化材料。本专利技术将铸态组织细化和形变结合，将纳米纤维增强和纳米粒子弥散强化相结合，提高材料强度的同时增大其导电性能，而且可以获得截面尺寸较大的材料。文档编号C22F1/08GK1687479SQ20051002659公开日2005年10月26日 申请日期2005年6月9日 优先权日2005年6月9日专利技术者高海燕, 王俊, 疏达, 孙宝德 申请人:上海交通大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强高导Ｃｕ－Ｆｅ－Ａｇ纳米原位复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：（１）采用中频感应炉熔炼的方法制备Ｃｕ－Ｆｅ－Ａｇ三元合金，并在熔体凝固过程中施加超声处理，采用水冷铜模浇注，熔铸成合金铸锭；（２）对铸锭进行热锻 ，进一步细化微观组织，然后在室温进行多道次冷拔，使Ｆｅ枝晶沿拉伸轴向逐渐伸长，直至形成定向排列的纳米级纤维；（３）在冷变形应变量为２－３时对材料进行热处理，使固溶的Ｆｅ和Ａｇ以纳米级粒子从基体中弥散析出，提高材料的导电性能。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高海燕，王俊，疏达，孙宝德，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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