【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铜合金，具体涉及一种新型耐热cu-cr-nb-si系合金及其制备方法。
技术介绍
1、金属铜拥有良好的导电性能，铜的延展性能优异但机械强度较低，在使用时难以满足实际应用的需求。仅对铜进行塑性加工虽然可以增加位错密度来提升机械强度，但同时也会导致其电导率下降。因此，在铜的基础上添加适当的元素，从而得到具有更高机械强度、导电率、耐热性的铜合金，是目前铜合金领域的研究方向。
2、铜铬合金因其优异的导电性、导热性和力学性能在高铁接触导线、集成电路引线框架、5g连接器、发动机燃烧室内衬以及其他相关部件中得到广泛的应用。铜铬合金的强化效果主要来源于时效过程中纳米级cr相的析出。但是，由于cr相在时效过程中极易粗化，限制了合金强度的进一步提升，为了提升合金的整体性能，通常在铜铬合金中还加入一些其他的元素。其中，nb元素是铜铬合金中的理想添加元素。cr元素会与nb元素反应生成cr2nb粒子。而cr2nb粒子可以作为第二相起到第二相强化的效果，同时由于cr2nb粒子尺寸几乎不随温度升高而长大，可以极大的改善铜铬合金的耐热性能。
3、相关现有技术中，专利技术专利cn112391556a公开了一种高强高导耐高温cu-cr-nb合金及制备方法。该专利中cr和nb的含量分别为2％-2.8％和1％-1.3％。由于cr和nb元素的含量均较高，这会导致初生的cr2nb粒子尺寸相对较大，从而不利于cu-cr-nb合金强度和耐热性能的提升。同时，由于cu-cr-nb合金中主要的强化相是cr相，传统的组合形变热处理方式获得的cu
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种新型耐热cu-cr-nb-si系合金。
2、本专利技术的目的之二在于提供一种所述新型耐热cu-cr-nb-si系合金的制备方法。
3、为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
4、本专利技术提供的这种新型耐热cu-cr-nb-si系合金，以质量百分比计，包括以下组分：
5、cr：0.09wt％～1.5wt％，
6、nb：0.04wt％～0.7wt％，
7、si：0.02wt％～0.3wt％，
8、ca：0.01wt％～0.2wt％，
9、ce：0.01wt％～0.2wt％，
10、ti：0.01wt％～0.1wt％，
11、余量为cu。
12、优选的，所述新型耐热cu-cr-nb-si系合金，以质量百分比计，组分组成为：
13、cr：0.1wt％～1.5wt％，
14、nb：0.05wt％～0.7wt％，
15、si：0.03wt％～0.3wt％，
16、ca：0.05wt％～0.2wt％，
17、ce：0.05wt％～0.2wt％，
18、ti：0.04wt％～0.1wt％，
19、余量为cu。
20、所述新型耐热cu-cr-nb-si系合金，抗拉强度大于600mpa，导电率高于75％iacs，软化温度大于580℃。
21、优选的，所述新型耐热cu-cr-nb-si系合金，抗拉强度大于615mpa，导电率高于77％iacs，软化温度大于600℃。
22、本专利技术还提供一种所述新型耐热cu-cr-nb-si系合金的制备方法，包括以下步骤：
23、s1:将所需合金元素按所述设计比例进行配比后，将其在大气氛围中进行加热熔炼，浇铸得到cu-cr-nb-si系合金铸锭；
24、s2:将步骤s1获得的cu-cr-nb-si系合金铸锭进行均匀化退火；
25、s3:将经步骤s2处理后的cu-cr-nb-si系合金铸锭进行冷轧，得到cu-cr-nb-si系合金板材；
26、s4:将步骤s3的板材进行预时效处理，促进了后续时效过程cr相的析出；
27、所述预时效处理的温度为350-450℃，时间为15-120min；
28、s5:将经步骤s4处理后的板材进行冷轧-时效处理；
29、s6:将经步骤s5处理后的板材进行冷轧；
30、s7:将经步骤s6处理后的板材进行去应力退火，最终得到所述新型耐热cu-cr-nb-si系合金。
31、优选的，所述步骤s1中，选用电解铜、纯铬、纯硅、纯钛、铜铌中间合金、铜钙中间合金以及铜铈中间合金作为原料。
32、优选的，步骤s1中，所述加热熔炼的过程中采用木炭作覆盖剂。
33、优选的，步骤s1中加热熔炼的温度为1650℃～1700℃。
34、优选的，步骤s2中均匀化退火的温度为900～970℃，退火时间为1～20h。
35、优选的，步骤s3中冷轧的变形量为45％～85％。
36、优选的，步骤s5中，所述冷轧-时效处理具体为：先对板材进行变形量为40％-90％的冷轧，然后再在400-600℃下进行30～720min的时效处理。
37、进一步的，步骤s5中，时效处理的时间为60～480min。
38、优选的，步骤s6中冷轧的变形量为40％～80％。
39、优选的，步骤s7中去应力退火温度为150～300℃，退火时间为1-8h。
40、本专利技术的原理：
41、本专利技术的新型耐热cu-cr-nb-si系合金，通过特定的成分设计，减少cr和nb元素的含量，使cr的含量不高于1.5wt％，nb的含量不高于0.7wt％。同时，合金中si元素的加入可以使cr2nb相转变为cr8nb3si相。cr8nb3si相作为cr2nb相的衍生相，具有更加优异的耐热性能。cr8nb3si粒子相比cr2nb粒子具有更高的熔点，因此需要在合金中加入少量ca、ce元素，降低了合金的熔点，促使cr8nb3si粒子的形成。另外，本专利技术在熔炼过程中的加热温度为1650℃～1700℃，这是由于cr8nb3si粒子的形成温度比cr2nb更高，因此需要更高的熔炼温度使得cr8nb3si粒子得以形成。由于cr、nb和si元素的含量较低，形成的初生粒子尺寸大幅度减小，可以达到亚微米级甚至纳米级。小尺寸的cr8nb3si粒子对于新型耐热cu-cr-nb-si系合金的强度以及耐热性都起到极大的提升作用。另一方面，si元素的添加可以有效促进cr相的形核过程，并抑制cr相的长大。
42、本专利技术的新型耐热cu-cr-nb-si系合金，由于cr相在室温下的固溶度仅有0.025wt％，在时效过程中有大量的纳米级cr相析出，这不仅能够起到良好的第二相强化效果，也可以降低固溶的cr原子对cu基体导电率的影响，从而使新型耐热cu-cr-nb-si系合金的强度和导电率均大幅度提升。
43、本专利技术的新型耐热cu-cr-nb-si系合金中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型耐热Cu-Cr-Nb-Si系合金，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的新型耐热Cu-Cr-Nb-Si系合金，其特征在于，所述新型耐热Cu-Cr-Nb-Si系合金，抗拉强度大于600MPa，导电率高于75％IACS，软化温度大于580℃。
3.一种如权利要求1或2任一项所述新型耐热Cu-Cr-Nb-Si系合金的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，选用电解铜、纯铬、纯硅、纯钛、铜铌中间合金、铜钙中间合金以及铜铈中间合金作为原料。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述加热熔炼的过程中采用木炭作覆盖剂；所述加热熔炼的温度为1650℃-1700℃。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述均匀化退火的温度为900-970℃，退火时间为1-20h。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述冷轧的变形量为45％-85％。
8.根据权利要求3所述的制备方
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中，所述冷轧的变形量为40％-80％。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S7中，所述去应力退火温度为150-300℃，退火时间为1-8h。
...【技术特征摘要】
1.一种新型耐热cu-cr-nb-si系合金，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的新型耐热cu-cr-nb-si系合金，其特征在于，所述新型耐热cu-cr-nb-si系合金，抗拉强度大于600mpa，导电率高于75％iacs，软化温度大于580℃。
3.一种如权利要求1或2任一项所述新型耐热cu-cr-nb-si系合金的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，选用电解铜、纯铬、纯硅、纯钛、铜铌中间合金、铜钙中间合金以及铜铈中间合金作为原料。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述加热熔炼的过程中采用木炭作覆盖剂；所述加热熔炼的温度为1650...
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