一种Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝制造技术

为了改善铜合金的硬度、耐磨性，设计了一种Cu‑3.6%Al2O3铜合金细丝。采用质量分数为0.8%的Cu‑Al合金为原料，所制得的Cu‑3.6%Al2O3铜合金细丝，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。其中，铜合金中分布着高体积含量的纳米级强化相粒子，近球状居多，其余少量为不规则形状，在冷拉拔变形过程中，随着变形的增加，沿拉拔方向形成加工纤维，一些晶粒变形不均匀，形成高密度位错的带状组织，另一些晶粒变形均匀，晶粒中形成位错胞结构。在大变形量下的冷拉拔变形后存在大量的小角度晶界。本发明专利技术能够为制备高性能的铜合金提供一种新的生产工艺。

A Cu-3.6% Al2O3 Copper Alloy Filament

In order to improve the hardness and wear resistance of copper alloy, a kind of copper alloy filament with 3.6% Al2O3 was designed. Cu 3.6% Al2O3 copper alloy filaments were prepared by using 0.8% Cu Al alloy as raw material. The hardness, densification degree and bending strength of the filaments were greatly improved. Among them, nano-sized strengthening phase particles with high volume content are distributed in copper alloys, mostly in the shape of near spheres, and a few in the irregular shape. In the cold drawing process, with the increase of deformation, processing fibers are formed along the drawing direction. Some grains are unevenly deformed, forming banded structure of high-density dislocations, while others are uniformly deformed, forming dislocation cell structure in grains. There are a large number of small angle grain boundaries after cold drawing under large deformation. The invention can provide a new production process for preparing high performance copper alloy.

【技术实现步骤摘要】
一种Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝所属
本专利技术涉及一种合金材料，尤其涉及一种Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝。
技术介绍
合金是一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物。合金中组成相的结构和性质对合金的性能起决定性的作用。合金组织的变化即合金中相的相对数量、各相的晶粒大小，形状和分布的变化，对合金的性能也发生很大的影响。因此，利用各种元素的结合以形成各种不同的合金相，再经过合适的处理可能满足各种不同的性能要求。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。铜具有许多可贵的物理化学特性，其热导率都很高，化学稳定性强，抗张强度大，易熔接，且抗蚀性、可塑性、延展性。纯铜可拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。主要用作导体，也用于制造水管。铜合金可用作首饰和钱币的材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了改善铜合金的硬度、耐磨性，设计了一种Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝的制备原料包括：质量分数为0.8%的Cu-Al合金。Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝的制备步骤为：将原料按实验设计方案称重、配料，配好后倒入中频感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼结束后，将制得的粒料进行真空干燥，随后加入成形剂进行制粒。将制好的粉末加至万能试验机中进行冷等静压，随后压机中进行挤压。Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝的检测步骤为：抗弯强度采用三点弯曲加载方式测定，断口形貌采用S3000N扫描电镜观察，硬度采用APK-700型洛氏硬度计测定，微观组织采用DMI5000M型金相显微镜观察，物相组成采用PHILIPSX射线衍射仪分析。所述的Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝，铜合金中分布着高体积含量的纳米级的γ-Al2O3强化相粒子，近球状居多，其余少量为不规则形状，尺寸约为45μm，在晶界处存在少量的粗大γ-Al2O3强化相粒子，尺寸最大为100nm。所述的Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝，在冷拉拔变形过程中，随着变形的增加，沿拉拔方向形成加工纤维，长宽比大于35，不同晶粒的变形不一致，一些晶粒变形不均匀，形成高密度位错的带状组织，另一些晶粒变形均匀，晶粒中形成位错胞结构。所述的Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝，在大变形量下的冷拉拔变形后存在大量的小角度晶界。冷拉拔后织构含量主要为黄铜织构，含量42%，高斯织构，含量35%，剪切织构，含量22%，发生了立方织构和铜型织构向黄铜织构、高斯织构和剪切织构的转变。本专利技术的有益效果是：采用质量分数为0.8%的Cu-Al合金为原料，经过配料、熔炼、干燥、制粒、冷等静压、热挤压工艺成功制备了具有优异力学性能的Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝。其中，铜合金中分布着高体积含量的纳米级强化相粒子，在冷拉拔变形过程中，随着变形的增加，沿拉拔方向形成加工纤维，在大变形量下的冷拉拔变形后存在大量的小角度晶界。所制得的Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本专利技术能够为制备高性能的铜合金提供一种新的生产工艺。具体实施方式实施案例1：Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝的制备原料包括：质量分数为0.8%的Cu-Al合金。Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝的制备步骤为：将原料按实验设计方案称重、配料，配好后倒入中频感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼结束后，将制得的粒料进行真空干燥，随后加入成形剂进行制粒。将制好的粉末加至万能试验机中进行冷等静压，随后压机中进行挤压。Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝的检测步骤为：抗弯强度采用三点弯曲加载方式测定，断口形貌采用S3000N扫描电镜观察，硬度采用APK-700型洛氏硬度计测定，微观组织采用DMI5000M型金相显微镜观察，物相组成采用PHILIPSX射线衍射仪分析。实施案例2：内氧化法制备的高Al2O3含量的Cu-3.6%Al2O3弥散强化铜合金，基体内存在少量的较大颗粒Al2O3强化相粒子。合金基体中弥散分布着高体积百分含量的纳米级Al2O3强化相粒子，形貌以近球状为主，少数为三角状和棒状等形状，尺寸介于100nm，亚晶粒尺寸为0.8μm。实施案例3：随着变形率的增加，合金的硬度增加，当冷拉变形率小于75%时，硬度以抛物线状增长，较为平缓，当变形率超过90%时，硬度增加的幅度显著增大，当变形率达到99%时，硬度达324HV。弥散强化铜合金出现加工硬化的现象，冷拉拔变形使铜合金内部出现大量的位错，由于均匀弥散分布的Al2O3强化相粒子对位错有强烈钉扎作用，导致位错难以聚集和抵消。而当变形量达到95%后，则硬度略有下降，出现了加工软化的现象。实施案例4：平行于拉拔方向的晶粒随着拉拔量的增加显著拉长，当拉拔变形足够大时呈加工纤维状组织经70%后变形后，晶粒的长宽比大于34。不同取向的晶粒经冷拉变后的组织差异较大。一些晶粒变形不均匀，晶粒中形成了由位错缠结形成的界面，进而形成了带状组织，另一些晶粒变形均匀，晶粒中形成均匀的位错缠结，进而形成位错胞结构。随着冷拉拔变形率的增大，晶粒沿着拉拔方向被拉长，大晶粒最后被拉长成细长晶粒，同时大量晶粒开始分裂，内部出现大量的亚结构。当Cu-3.6%Al2O3弥散强化铜合金变形率达到70%以上后，其晶粒长度为27μm左右，而晶粒的宽度为1.3μm左右。在Cu-3.6%Al2O3弥散强化铜合金基体内分布着大量的弥散强化相Al2O3粒子，形貌以近球状为主，直径约为33nm左右，晶界处有少量尺寸粗大的Al2O3强化相粒子存在，直径约为100nm。实施案例5：立方织构取向和铜型织构取向所含比例较高，分别超过21%以上。随着变形率的增加，立方织构取向含量迅速减少，铜织构取向也同时减少，而黄铜织构取向显著增加，高斯织构取向和剪切织构取向微幅增加。Cu-3.6%Al2O3弥散强化铜合金经大变形量的冷拉拔变形后样品中黄铜织构取向、高斯织构取向和剪切织构取向占主要组分，而其他非经典织构取向只有5%左右。实施案例6：在大变形量的冷拉拔变形下发生了立方织构取向和铜型织构取向往黄铜织构取向、高斯织构取向和剪切织构取向的转变趋势，同时退火态的其他非经典织构取向成分转变为FCC织构取向。旋锻退火态Cu-3.6%Al2O3弥散强化铜合金在极图上立方织构取向和铜型织构取向强度最高。而样品经12.9%、70%、88%冷拉拔变形后，呈现典型的黄铜织构取向、高斯织构取向和剪切织构取向，而取向强度在极图上最强。实施案例7：随着变形率逐渐增加，小角度晶界占据主要含量，取向差角在大小为2°左右的小角度晶界分布最高并呈现单峰值，而取向差角大于21°的大角度晶界几乎为0。Cu-3.6%Al2O3弥散强化铜合金在发生大变形量的冷拉拔时大量的滑移线及亚结构在晶粒内部堆积，造成小角度晶界的数量急剧上升。金属在塑性变形时，当变形量在一定范围里时，在金属微观组织结构中可能会形成一种新的界面结构，多层条状带组成的层片状组织，这些层片结构界面与相邻晶粒间的取向差一般都在10°以内，但是在不同的晶粒中，变形组织存在着很大的差异，取向差角度分布就可能出现先增后减的现象。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Cu‑3.6%Al2O3铜合金细丝的制备原料包括：质量分数为0.8%的Cu‑Al合金。

【技术特征摘要】
1.一种Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝的制备原料包括：质量分数为0.8%的Cu-Al合金。2.根据权利要求1所述的Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝，其特征是Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝的制备步骤为：将原料按实验设计方案称重、配料，配好后倒入中频感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼结束后，将制得的粒料进行真空干燥，随后加入成形剂进行制粒，将制好的粉末加至万能试验机中进行冷等静压，随后压机中进行挤压。3.根据权利要求1所述的Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝，其特征是Cu-3.6%Al2O3铜合金细丝的检测步骤为：抗弯强度采用三点弯曲加载方式测定，断口形貌采用S3000N扫描电镜观察，硬度采用APK-700型洛氏硬度计测定，微观组织采用DMI5000M型金相显微镜观察，物相组成采用PHILIPSX射线衍射仪分析。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明超，
申请(专利权)人：沈阳东青科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21