【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铜合金，具体涉及一种铬锆铜扁方及其制备方法。
技术介绍
1、随着中国高压输电的高速发展，输电线路中电压不断提升，电路承受的电压更高，产生的电弧更大。高压开关作为电路开合的重要组成部分，需承受电弧产生的高温，以及高压带来的冲击作用。因此高压输电对高压开关使用材料的强度以及耐高温稳定性提出更高的要求。
2、铬锆铜作为时效强化合金，固溶元素的析出在强化合金的同时，极大的保留了铜合金的导电性。而溶质元素弥散分布在基体中能够有效抑制高温下晶粒的长大，从而使合金具有较好的耐高温稳定性，因而铬锆铜扁方被广泛应用于生产高压开关。
3、而目前铬锆铜扁方的制备主要有两种工艺：一种铬锆铜扁方的制备工艺为：铸锭-挤压扁方-多次拉拔-退火-拉拔；如公开号为cn116574929a的中国专利公开了一种高压开关用铬青铜触指型材的制造工艺，包括s1、制备上引铬青铜杆，s1-1、按重量百分比计，称取0.6～1.2％的cr以及余量的cu进行配料；s1-2、将s1-1中的配料加入上引连铸炉石墨坩埚中熔化，保持溶液温度为1150～1350℃；s1-3、通过立式连续铸造机对步骤s1-2获得的溶液进行上引连铸，得到上引铸造铬青铜杆，然后将上引铸造铬青铜杆通过盘卷机进行盘卷，得到盘卷铬青铜杆；s2、连续挤压，s3、冷拔拉，s4、定尺锯断，s5、时效热处理，s6、后处理备用，该工艺由于挤压在高温中进行，因而铸锭氧含量偏高将导致挤压毛坯出现起泡，致使铸锭需采用真空熔炼制备，降低生产成材率的同时，增加生产成本。
4、另一种铬锆铜扁
5、因此，针对铬锆铜扁方现有工艺的局限问题，亟需设计一种可控的铬锆铜扁方的制备方法，能够基于所需要的铬锆铜扁方尺寸较为容易的获得关键工艺参数，合理的控制试错成本，并能够获得较高宽厚比、且具有较高力学性能的铬锆铜扁方。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种铬锆铜扁方的制备方法，利用该制备方法将所要制得的铬锆铜扁方的尺寸代入经验公式能够快速得到关键工艺参数，节约试错成本，并且还能够制得具有较高宽厚比，较高力学性能的铬锆铜扁方。
2、本专利技术提供了一种铬锆铜扁方的制备方法，该制备方法的工艺流程为：配料→上引连铸→第一次冷加工(拉拔/扒皮)→固溶→第二次冷加工→轧制→第三次冷加工→时效退火→成品拉拔；
3、其中，按照铬锆铜扁方的各组分的质量百分比进行配料、熔炼和上引连铸，所述铬锆铜扁方的质量百分比组成为cr：0.6-0.9，zr：0.03-0.06，余量为cu和不可避免的杂质；
4、所述第二次冷加工的加工量为1％-2.5％。
5、本专利技术提供的适量的cr和zr元素在固溶温度下在铜基体中具有稳定的固溶度，当cr和zr元素的含量较高时固溶后的材料仍会存在一定的未溶解cr\zr颗粒，对材料的塑形变形具有较大的阻碍作用，未溶解的cr\zr颗粒不可能完全均匀分布，从而导致材料在轧制过程造成宽展的不可控，影响后续生产过程。
6、本专利技术提供的cr与zr之间有相互作用，时效过程适量的zr在cr的周围析出，从而抑制了cr析出相的长大，使得cr的析出相更为弥散，提高材料的强度和抗高温软化性。
7、本专利技术提供的cr和zr元素在铬锆铜时效过程中会以第二相的形式析出，从而达到时效强化，降低铬锆铜的晶格畸变，并使得铬锆铜具有较高的导电率，但加入过多的cr和zr元素对时效强化的影响并不会显著提升，反而明显降低铬锆铜导电率。因此，综上所述，本专利技术提供的cr含量为：0.6-0.9，zr含量为：0.03-0.06。
8、在固溶毛坯后进行轧制前本专利技术具体实施例进行第二次冷加工，冷加工为1％-2.5％。由于固溶后毛坯内主要为cube再结晶组织，如果直接进行轧制，轧制过程中由于横向的变形不一，导致边部出现类似“制耳”现象，造成轧制毛坯局部宽展不一，没有规律性。本专利技术具体实施例对固溶后毛坯进行小加工量的冷变形，在适量的合金成分的结合作用下，能够使距离毛坯表面0-0.15mm深度形成一定方向的goss织构，从而使轧制过程金属择优沿轧制方向流动，消除轧制过程边部出现的“制耳”现象。如果cr和zr的含量过高则容易形成较多量的硬质点，由于较多硬质点的存在在较低加工量的冷加工下不容易形成一定方向的goss织构。
9、利用本专利技术提供的合金成分及其质量百分比，以及制备工艺下，能够得到轧制宽展、轧制厚度和固溶后毛坯尺寸的经验公式，进而当获得所要制得的扁方的尺寸后能够快速的获得轧制厚度、轧制宽展和固溶后毛坯尺寸等工艺参数，避免了大量试错，节省试错成本，根据制得的铬锆铜扁方的宽度和厚度，得到在轧制毛坯后的轧制宽展l和固溶后的毛坯尺寸d为：
10、l＝a*(d-d)+d
11、d＝(1.1a+2b+7.1)/3.11
12、其中，a为常数，a的取值为0.5-0.55，a为制得的铬锆铜扁方的厚度，b为制得的铬锆铜扁方的宽度，d为轧制厚度。
13、进一步的，轧制采用350mm轧辊，轧辊粗糙度控制在ra1-2，以保证轧制毛坯表面质量，轧制速度控制在10-20m/min。
14、进一步的，轧制厚度为铬锆铜扁方的厚度+(1.2-1.5mm)，轧制宽展为铬锆铜扁方的宽度+(2-3mm)。如果轧制厚度过厚，轧制宽展过宽，则容易导致扁方冷加工开裂，如果轧厚度过薄，如果轧制尺寸与铬锆铜扁方的宽度相差较小会导致扁方拉拔过程无法填充满模腔，无法形成所需要的边缘角度。
15、进一步的，第三次冷加工后毛坯的厚度为铬锆铜扁方的厚度+(0.45-0.55mm)，宽度为铬锆铜扁方的宽度+(0.18-0.25mm)。轧制毛坯拉至留底尺寸(第三次冷加工)，宽度方向下压量/厚度方向下压量＞0.3，否则会导致拉拔后中部存在下凹，影响成品成型，同时考虑到留底量过大会导致大量goss织构生成不利于扁方成品平行于轧制方向的折弯性。
16、进一步的，在距离第二次冷加工后的毛坯表面0-0.15mm深度的组织中cube织构和goss织构的面积占比为60％以上。
17、进一步的，固溶织构cube面积和加工织构goss面积比为1：1-0.5，所述加工织构包括cube织构和goss织构。边部适量的固溶cube织构能够使得位错容易移动，在轧制过程中材料容易展开。
18、由于上引毛坯表面存在明显结晶纹，为避免结晶纹对产品表面质量的影响，需要将其去除，但上引毛坯属于固溶状态，硬度较低，直接对结晶纹进行扒除极易扒坏毛坯表面，因此需对毛坯进行加工硬化，即进行第一次冷加工。同时大的冷加工量有利于为后续晶粒的再结晶提供驱动力，大冷变形有利于为再结晶提供驱动力，同时增加再结晶形核位置，起到细化晶粒效果，再结晶产生的等轴晶有利于轧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，所述制备方法的工艺流程为：配料→上引连铸→第一次冷加工→固溶→第二次冷加工→轧制→第三次冷加工→时效退火→成品拉拔；
2.根据权利要求1所述的铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，根据所述铬锆铜扁方的宽度和厚度，得到在轧制毛坯后的轧制宽展L和固溶后的毛坯尺寸D为：
3.根据权利要求1所述的铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，轧制厚度为铬锆铜扁方的厚度+(1.2-1.5mm)，轧制宽展为铬锆铜扁方的宽度+(2-3mm)。
4.根据权利要求1所述的铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，第三次冷加工后毛坯的厚度为铬锆铜扁方的厚度+(0.45-0.55mm)，宽度为铬锆铜扁方的宽度+(0.18-0.25mm)。
5.根据权利要求1所述的铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，在距第二次冷加工后的毛坯表面0-0.15mm深度的组织中Cube织构和goss织构的面积的占比为60％以上。
6.根据权利要求1所述的铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，第一次冷加工的加工量为≥35％。
7.根据权利要求1
8.根据权利要求1所述的铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，所述时效退火的温度为450-470℃，时效时间为4-7h。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的铬锆铜扁方的制备方法制备得到铬锆铜扁方，其特征在于，铬锆铜扁方组织中的第二相为Cr和Zr相，第二相在铬锆铜扁方组织的分布数量为50000个/mm2。
10.根据权利要求9所述的铬锆铜扁方的制备方法制备得到铬锆铜扁方，其特征在于，所述铬锆铜扁方的厚度＞2mm，宽度＞15mm，宽厚比为2-8。
...【技术特征摘要】
1.一种铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，所述制备方法的工艺流程为：配料→上引连铸→第一次冷加工→固溶→第二次冷加工→轧制→第三次冷加工→时效退火→成品拉拔；
2.根据权利要求1所述的铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，根据所述铬锆铜扁方的宽度和厚度，得到在轧制毛坯后的轧制宽展l和固溶后的毛坯尺寸d为：
3.根据权利要求1所述的铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，轧制厚度为铬锆铜扁方的厚度+(1.2-1.5mm)，轧制宽展为铬锆铜扁方的宽度+(2-3mm)。
4.根据权利要求1所述的铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，第三次冷加工后毛坯的厚度为铬锆铜扁方的厚度+(0.45-0.55mm)，宽度为铬锆铜扁方的宽度+(0.18-0.25mm)。
5.根据权利要求1所述的铬锆铜扁方的制备方法，其特征在于，在距第二次冷加工后的毛坯表面0-0.15mm深...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊义，张宝，刘关强，王文龙，周冰清，
申请(专利权)人：宁波金田铜业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。