本發(fā)明屬于銅合金，特別涉及一種高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、銅及銅合金是各行各業(yè)不可或缺的基礎(chǔ)性材料，其具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、高塑性、抗氧化性和可加工性，已發(fā)展成為僅次于鋁合金的有色金屬，目前已廣泛服役于國防、軍工、電子、電氣、石油化工、交通運輸和航空航天等多個領(lǐng)域。
2、高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金在銅合金的基礎(chǔ)上提高了強(qiáng)度并保留了良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，同時兼具一定的高溫抗軟化性能。目前高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金以cu-fe系列合金、cu-zr系列合金、cu-cr系列合金為主。但是銅合金的強(qiáng)度與導(dǎo)電性是一對矛盾體，屬于“此長彼消”的狀態(tài)，在銅合金加工工藝中單一提高材料強(qiáng)度或提高導(dǎo)電性，大多會降低基體的導(dǎo)電性或強(qiáng)度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金及其制備方法，旨在解決背景技術(shù)當(dāng)中的至少一個技術(shù)問題。
2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
3、一種高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金的制備方法，所述高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金按照重量比，由以下成分組成：第一增強(qiáng)相1.5％～6％，第二增強(qiáng)相0.02～0.4％，余量為銅；
4、所述制備方法包括如下步驟：
5、將無氧銅粒、第一增強(qiáng)相按比例混合，采用機(jī)械合金化方法對混合物料進(jìn)行處理，使得第一增強(qiáng)相均勻地嵌入銅中，形成銅合金；
6、將銅合金加入真空熔煉爐中進(jìn)行反復(fù)熔煉，形成熔融態(tài)的銅合金；
7、加入粉末狀的第二增強(qiáng)相，通過快速凝固法制得銅合金復(fù)合粉末；
8、進(jìn)行固溶處理和分段時效處理，得到所述高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金；
9、其中，第一增強(qiáng)相采用nb或cr或zr中的至少一種；第二增強(qiáng)相采用電鍍銅包覆的碳纖維。
10、進(jìn)一步地，所述將銅合金加入真空熔煉爐中進(jìn)行反復(fù)熔煉，具體如下：
11、將真空熔煉爐抽真空，加熱直至銅合金熔化，保溫8min～15min；
12、停止加熱待銅合金凝固，繼續(xù)加熱將銅合金熔化，保溫8min～15min，重復(fù)本操作至少1次。
13、進(jìn)一步地，所述機(jī)械合金化方法采用高能球磨機(jī)對混合物料研磨，時間不低于20h。
14、進(jìn)一步地，所述高能球磨機(jī)的內(nèi)襯為氧化鋯，研磨介質(zhì)采用氧化鋯或鋯珠。
15、進(jìn)一步地，所述固溶處理包括：在非氧氣氣氛下，將銅合金復(fù)合粉末加熱至1000℃～1100℃，保溫1h～2h；淬火快速冷卻，形成過飽和固溶體。
16、進(jìn)一步地，所述分段時效處理的具體操作如下：
17、將過飽和固溶體加熱至100℃～150℃，保溫20min～40min；
18、繼續(xù)加熱至300℃～350℃，保溫20min～40min；
19、繼續(xù)加熱至500℃～600℃，保溫3h～4h。
20、進(jìn)一步地，所述第二增強(qiáng)相的制備步驟為：
21、將碳纖維粉置于反應(yīng)設(shè)備中，在氧氣氣氛下加熱至410℃～430℃，保溫20min～40min，制得氧化碳纖維；
22、在80℃～100℃的水浴加熱環(huán)境下，通過無機(jī)強(qiáng)酸對氧化碳纖維酸浸20min～40min；
23、以銅鹽作為電鍍液，對酸浸處理后的氧化碳纖維進(jìn)行恒壓電鍍反應(yīng)，制得電鍍銅包覆的碳纖維泥；
24、真空干燥、研磨、過篩處理制得電鍍銅包覆的碳纖維粉末；
25、其中電鍍銅作為碳纖維的包覆層附著在碳纖維的表面，包覆層的厚度為1μm～2μm。
26、進(jìn)一步地，所述快速凝固法采用超聲氣體霧化法或離心霧化法。
27、本發(fā)明還提供上述制備方法制得的高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金。
28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括以下有益效果：
29、1、本發(fā)明在銅基材料中采用分批式加入金屬增強(qiáng)相以及電鍍銅包覆的碳纖維增強(qiáng)相，結(jié)合特定的工藝方法，制得了兼具高抗拉強(qiáng)度、高軟化溫度、高導(dǎo)電率的銅合金。
30、2、本發(fā)明在銅基中加入微量金屬元素，結(jié)合機(jī)械合金法和反復(fù)熔煉的步驟，使得無氧銅粒與微量金屬的合金化更加均勻、充分，使得第一增強(qiáng)相以cu-nb、cu-cr、cu-zr析出相均勻地存在于銅基體中，有效強(qiáng)化銅基體。
31、3、本發(fā)明以電鍍銅包覆的碳纖維粉末作為第二增強(qiáng)相，通過固溶處理和和分段時效處理，將第二增強(qiáng)相的電鍍銅包覆的碳纖維與銅基重結(jié)晶，溶進(jìn)銅合金中大幅度增加銅合金的導(dǎo)電率，同時由于碳纖維外部存在電鍍銅構(gòu)成的包覆層，其可加強(qiáng)碳纖維與銅基體有效結(jié)合，且不影響材料的致密度；分段時效處理可增加第一增強(qiáng)相、第二增強(qiáng)相對銅基體的強(qiáng)化效果。
1.一種高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金的制備方法，其特征在于，所述高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金按照重量比，由以下成分組成：第一增強(qiáng)相1.5％～6％，第二增強(qiáng)相0.02～0.4％，余量為銅；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金的制備方法，其特征在于，所述將銅合金加入真空熔煉爐中進(jìn)行反復(fù)熔煉，具體如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金的制備方法，其特征在于，所述機(jī)械合金化方法采用高能球磨機(jī)對混合物料研磨，時間不低于20h。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金的制備方法，其特征在于，所述高能球磨機(jī)的內(nèi)襯為氧化鋯，研磨介質(zhì)采用氧化鋯或鋯珠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金的制備方法，其特征在于，所述固溶處理包括：在非氧氣氣氛下，將銅合金復(fù)合粉末加熱至1000℃～1100℃，保溫1h～2h；淬火快速冷卻，形成過飽和固溶體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金的制備方法，其特征在于，所述分段時效處理的具體操作如下：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金的制備方法，其特征在于，所述第二增強(qiáng)相的制備步驟為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金的制備方法，其特征在于，所述快速凝固法采用超聲氣體霧化法或離心霧化法。
9.權(quán)利要求1至8任意一項所述制備方法制得的高導(dǎo)高強(qiáng)銅合金。