【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金生产领域，具体涉及一种高强高韧高导的铜合金制备方法。
技术介绍
1、铜及铜合金由于其较高的强度、优良的导电性、导热性、高塑性以及耐腐蚀性，被广泛的运用于国防、航空、电子、交通运输等领域。近些年，我国的高速铁路发展取得了令世界瞩目的成就，而在其中铜合金更是得到了广泛的应用，例如引线框架、架空导线、牵引电机导条的铜合金等等。
2、但同时，随着技术的发展，对于铜合金则提出了更高的性能要求，例如需要有较高的强度、优良的导电性和韧性。但是在长期的研究过程中发现，铜合金强度、韧性以及导电性能三者之间很难同时兼顾。因此，协调优化铜合金强度、韧性以及导电性，是铜合金制备和加工的重点研究方向。
3、目前，通过大塑性变形，如轧制、拉拔、等径角挤压、低温搅拌摩擦、高压扭转等，能够实现晶粒细化，显著提高其强度，但是其电导率以及韧性会下降；在后续时效处理以后，其电导率有一定提升，但是其韧性仍然很差。
4、公告号为cn102140594b的专利文献公开了一种微合金化的铜合金，通过进行冷轧+时效处理，最终获得的铜合金抗拉强度为700-730mpa，延伸率为12-14％，导电率为56％iacs。
5、公告号为cn115074564b的专利文献公开了一种通过多道次冷变形+时效处理，实现了“双70”(抗拉强度≥700mpa，导电率≥70％iacs)级高强高导铜铬锆合金，但是其延伸率最高为14.5％。
6、公开号cn1818108a的专利技术专利申请，公开了一种高强高导铜合金薄带及其制备工
7、因此，开发一种调控铜合金微观组织的制备方法，实现不同形貌特征、晶粒度、不同类型组织，从而在提升铜合金强度的同时，使其导电性和韧性也能较好的保持，是仍然需要研究并加以解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有铜合金存在强度、韧性、导电率三者不可兼得的困境，本专利技术提供了一种通过固溶+约束变形+时效处理，最终得到同时具有高强高韧高导特性的铜合金。
2、本专利技术的第一方面，在于提供一种具有高强高韧高导铜合金。
3、该铜合金具有变形层+约束层、或者是变形层+约束层+变形层的变形特征，其中变形层的压下量在40％～90％之间。
4、优选的，铜合金表面到心部的晶粒，呈现出如下两种梯度结构中的任一种：
5、(1)孪晶到粗晶；
6、(2)纳米晶或超细晶、到孪晶再到粗晶。
7、优选的，铜合金的抗拉强度超过600mpa，延伸率超过20％，iacs超过80％。
8、优选的，铜合金为cucrzr或cucrnb系铜合金。
9、本专利技术的第二方面，在于提供了上述铜合金的制备方法，具体的，包括如下步骤：
10、(1)将铸态铜合金进行固溶处理，随后进行淬火；
11、(2)将淬火后的铜合金在模具的约束下进行约束变形处理；
12、(3)将约束变形后的铜合金进行时效处理。
13、本专利技术对铜合金的来源不做具体要求，通过本领域常用的铸造方法得到的铸态铜合金均可以适用，例如通过电弧熔炼得到的铸造铜合金。优选cucrzr铸态铜系合金或cucrnb铸态铜系合金。
14、优选的，固溶处理温度为940～1000℃，时间为0.5-10h,然后冷却至室温。
15、本专利技术对淬火方式不做要求，铜合金领域常用的淬火方式即可，但优选的，淬火为水淬。
16、优选的，时效处理温度为400～550℃，时间为0.5～4h，然后冷却至室温。
17、本专利技术中，约束变形可使铜合金内部或中部产生不同的变形量，形成变形层+约束层，或约束层+变形层+约束层的变形特征。优选的，变形层的压下量在40％～90％，约束层厚度可通过改变样品厚度与压下量调控。
18、铜合金组织结构表现为，表面到心部呈现出孪晶到粗晶，或纳米晶/超细晶，到孪晶，再到粗晶的梯度结构。其中孪晶、纳米晶、超细晶为变形层的组织结构特征，粗晶为约束层的组织结构特征。
19、经上述工艺得到的铜合金，同时具有高强度、高韧性、高电导率的特征，其抗拉强度超过600mpa，延伸率超过20％，iacs超过80％。适用于对强度、韧性、电导率同时有要求的航空航天、轨道交通等领域，尤其适合作为高铁牵引电机导条的原材料。
20、本专利技术通过约束变形处理，使铜合金试样发生快速剧烈塑性变形，得到由表面到心部呈现出超细晶/纳米晶到孪晶再到粗晶，或者孪晶到粗晶的梯度结构，同时表现出较高的强度和导电性以及良好的韧性。
21、本专利技术公开的铜合金制备方法，明确提出了一种制造不同梯度结构的工艺方法，并且可以灵活调控约束层与变形层的厚度。
22、本专利技术采用约束变形方法制备的铜合金，对设备要求不高，方法简单易行，可重复性强。
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1.一种高强高韧高导铜合金，其特征在于，所述铜合金具有变形层+约束层、或者是变形层+约束层+变形层的变形特征，其中所述变形层的压下量在40％～90％之间。
2.根据权利要求1所述的高强高韧高导铜合金，其特征在于，所述铜合金表面到心部的晶粒，呈现出如下两种梯度结构中的任一种：
3.根据权利要求1所述的高强高韧高导铜合金，其特征在于，所述铜合金的抗拉强度超过600MPa，延伸率超过20％，IACS超过80％。
4.根据权利要求1所述的高强高韧高导铜合金，其特征在于，所述铜合金为CuCrZr或CuCrNb系铜合金。
5.权利要求1所述的铜合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述铸态铜合金为CuCrZr或CuCrNb系铜合金。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的固溶处理温度为940～1000℃，时间为0.5-10h,然后冷却至室温。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的淬火为水淬。
9.根据权利要求5所述的方法
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述约束变形处理的压下量在40％～90％之间。
...【技术特征摘要】
1.一种高强高韧高导铜合金，其特征在于，所述铜合金具有变形层+约束层、或者是变形层+约束层+变形层的变形特征，其中所述变形层的压下量在40％～90％之间。
2.根据权利要求1所述的高强高韧高导铜合金，其特征在于，所述铜合金表面到心部的晶粒，呈现出如下两种梯度结构中的任一种：
3.根据权利要求1所述的高强高韧高导铜合金，其特征在于，所述铜合金的抗拉强度超过600mpa，延伸率超过20％，iacs超过80％。
4.根据权利要求1所述的高强高韧高导铜合金，其特征在于，所述铜合金为cucrzr或cucrnb系铜合金。
5.权利要求1所述的铜合金的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，王甜，李萌蘖，李绍宏，彭明军，杨红梅，卜恒勇，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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