一种氧化铝弥散强化铜合金管及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及铜合金粉末冶金与变形加工技术领域，尤其涉及一种氧化铝弥散强化铜合金管及其制备方法和应用。本发明提供了一种氧化铝弥散强化铜合金管的制备方法，包括以下步骤：将氧化铝弥散强化铜合金锭坯制备成弥散强化铜合金管坯；采用穿心棒加工的方式，将所述弥散强化铜合金管坯进行多道次变形，得到弥散强化铜合金管；当所述多道次变形的过程中，当变形量≥15％时，进行退火处理。所述制备方法的工艺流程短，易实现，可实现规模化生产，且生产效率高。利用所述制备方法制备得到的氧化铝弥散强化铜合金管具有高气密性、高强度、高导热、抗高温软化的性能。

说明书

技术领域

本发明涉及铜合金粉末冶金与变形加工技术领域，尤其涉及一种氧化铝弥散强化铜合金管及其制备方法和应用。

背景技术

弥散强化铜合金是将熔点高、硬度大、良好热稳定性和化学稳定性的陶瓷颗粒均匀弥散地分布在铜基体中而形成的一类铜合金材料。相比较于其他的强化方式，弥散强化的强化质点在高温下不发生溶解和长大，对位错运动和晶界迁移具有强烈的阻碍作用，显著地提高了材料的强度以及抗高温软化特性，同时质点对自由电子散射的影响作用较小，因此不会明显降低铜基体的电导率。弥散强化铜合金的应用非常广泛，涉及电子、机械、制造、工程应用、航空航天等几乎所有领域，具体可应用于各类电阻焊电极，大电流焊接电缆，大规模集成电路引线框架、大功率微波管结构材料、各种热交换材料、模具材料、连铸机结晶器内衬及结构材料件，热核反应堆的托克马克装置中偏滤器垂直靶材用散热片、核聚变动力发电机及其冷却管、ITER应用的天线镜设计，火箭发动机燃烧室和火箭喷嘴，各类粒子加速器，电磁发射装置，高脉冲磁场导电材料，电动汽车和高速列车等诸多领域。

目前，氧化铝弥散强化铜合金产品发展和研究方向主要集中在棒材、线材和板材等，在其管材的制备加工领域鲜有研究报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化铝弥散强化铜合金管及其制备方法和应用。所述制备方法可以成功制备得到管材，且制备得到的氧化铝弥散强化铜合金管具有高气密性、高强度、高导热和抗高温软化的特点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种氧化铝弥散强化铜合金管的制备方法，包括以下步骤：

将氧化铝弥散强化铜合金锭坯制备成弥散强化铜合金管坯；

采用穿心棒加工的方式，将所述弥散强化铜合金管坯进行多道次变形，得到弥散强化铜合金管；

当所述多道次变形的过程中，当变形量≥15％时，进行退火处理。

优选的，所述氧化铝弥散强化铜合金锭坯中氧化铝的质量百分含量为0.2～2.4％。

优选的，所述穿心棒加工采用的穿心棒为GCr15轴承钢。

优选的，所述多道次变形的累计变形率≥15％。

优选的，所述退火处理在真空的条件下进行；

所述真空的真空度≤5×10

优选的，所述退火处理的温度为850～920℃，保温时间为30～60min。

优选的，将氧化铝弥散强化铜合金锭坯制备成弥散强化铜合金管坯的方法为穿孔针挤压法、静液挤压法、深孔加工法或穿孔热轧法。

优选的，所述氧化铝弥散强化铜合金锭坯的直径为25～120mm。

本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的氧化铝弥散强化铜合金管。

本发明还提供了上述技术方案所述氧化铝弥散强化铜合金管在医疗器械领域中的应用。

本发明提供了一种氧化铝弥散强化铜合金管的制备方法，包括以下步骤：将氧化铝弥散强化铜合金锭坯制备成弥散强化铜合金管坯；采用穿心棒加工的方式，将所述弥散强化铜合金管坯进行多道次变形，得到弥散强化铜合金管；当所述多道次变形的过程中，当变形量≥15％时，进行退火处理。所述制备方法的工艺流程短，易实现，可实现规模化生产，且生产效率高。利用所述制备方法制备得到的氧化铝弥散强化铜合金管具有高气密性、高强度、高导热、抗高温软化的性能。

具体实施方式

本发明提供了一种氧化铝弥散强化铜合金管的制备方法，包括以下步骤：

将氧化铝弥散强化铜合金锭坯制备成弥散强化铜合金管坯；

采用穿心棒加工的方式，将所述弥散强化铜合金管坯进行多道次变形，得到弥散强化铜合金管；

当所述多道次变形的过程中，当变形量≥15％时，进行退火处理。

在本发明中，若无特殊说明，所有原料均为本领域技术人员熟知的过程进行即可。

本发明将氧化铝弥散强化铜合金锭坯制备成弥散强化铜合金管坯。在本发明中，所述氧化铝弥散强化铜合金锭坯中氧化铝的质量百分含量优选为0.2～2.4％，更优选为0.5～2.0％。在本发明中，所述氧化铝弥散强化铜合金锭坯优选为单相γ-Al

在本发明中，将氧化铝弥散强化铜合金锭坯制备成弥散强化铜合金管坯的方法优选为穿孔针挤压法、静液挤压法、深孔加工法或穿孔热轧法。本发明对所述穿孔针挤压法、静液挤压法、深孔加工法或穿孔热轧法的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明的实施例中，将氧化铝弥散强化铜合金锭坯制备成弥散强化铜合金管坯的方法具体为穿孔针挤压法或深孔加工法；所述穿孔针挤压法的过程具体为：将所述氧化铝弥散强化铜合金锭坯先进行机械加工成挤压管坯后，将所述挤压管坯在900℃进行预热1h后，采用630吨铜管挤压机进行穿孔针挤压，所述630吨铜管挤压机的出口采用水封以减少材料表面氧化。

在本发明中，采用上述穿孔针挤压法、静液挤压法、深孔加工法或穿孔热轧法进行挤压完成后，还优选包括对挤压得到的管坯进行矫直；本发明对所述矫直的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

本发明对所述弥散强化铜合金管坯的尺寸没有任何特殊的限定，根据实际情况需要，采用本领域技术人员熟知的尺寸即可。具体在本发明中，所述弥散强化铜合金管坯的外径优选为(25～80)mm，内径优选为(22～42)mm，长度优选为(260～600)mm。

得到弥散强化铜合金管坯后，本发明采用穿心棒加工的方式，将所述弥散强化铜合金管坯进行多道次变形，得到弥散强化铜合金管；当所述多道次变形的过程中，变形量≥15％时，进行退火处理。在本发明中，所述穿心棒加工采用的穿心棒优选为GCr15轴承钢。

在本发明中，所述多道次变形优选采用径向锻造机或三辊冷轧机进行。在本发明中，所述多道次变形的次数优选为4次；所述单道次变形的变形率优选为5％～15％，更优选为8％～12％。

在本发明中，所述退火处理优选在真空的条件下进行；所述真空的真空度优选≤5×10

在本发明中，所述退火处理的作用是消除加工硬化效果，提高材料塑性，以备继续加工。

本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的氧化铝弥散强化铜合金管，所述氧化铝弥散强化铜合金管的外径为20～45mm，壁厚为1～5mm。

本发明还提供了上述技术方案所述氧化铝弥散强化铜合金管在医疗器械领域中的应用。在本发明中，所述应用优选为所述氧化铝弥散强化铜合金管在制备CT球管中的应用。本发明对所述应用的方法没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

下面结合实施例对本发明提供的氧化铝弥散强化铜合金管及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

将直径为82mmm，Al

将所述弥散强化铜合金管坯穿入芯杆后通过三辊机进行四道次轧制所述四道次轧制中每道次轧制后得到的管材的外/内径分别为：53/38mm、51/37mm、49/36mm和47/35mm；在进行第二道次轧制后进行真空退火处理，所述真空退火处理的真空度≤5×10

按照GB/T230.1-2004标准，对所述氧化铝弥散强化铜合金管进行力学性能测试；按照YS/T 478-2005标准，对所述氧化铝弥散强化铜合金管进行导电性能测试；按照GB/T18443.3-2008标准，对所述氧化铝弥散强化铜合金管进行气密性(漏气率)性能测试，测试结果为：所述氧化铝弥散强化铜合金管的硬度为73HRB，抗拉强度为463MPa，导电率为92％IACS，抗软化温度为900℃，气密性(漏气率)为1×10

实施例2

将直径为25mmm，Al

将所述弥散强化铜合金管坯穿入芯杆后通过径向锻造机进行五道次轧制，所述五道次轧制中每道次轧制后得到的管材的外/内径分别为：24/22mm、23/21mm、22/20mm、21/19mm和20/18mm；在进行第三道次轧制后进行真空退火处理，所述真空退火处理的真空度≤5×10

按照GB/T230.1-2004标准，对所述氧化铝弥散强化铜合金管进行力学性能测试；按照YS/T 478-2005标准，对所述氧化铝弥散强化铜合金管进行导电性能测试；按照GB/T18443.3-2008标准，对所述氧化铝弥散强化铜合金管进行气密性(漏气率)性能测试，测试结果为：所述氧化铝弥散强化铜合金管的硬度为81HRB，抗拉强度为536MPa，导电率为82％IACS，抗软化温度为900℃，气密性(漏气率)为1×10

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。