一种含稀土的cu-mg-si合金及其制备方法
技术领域
1.本发明属铜合金领域，涉及一种含稀土的cu-mg-si合金及其制备方法。
背景技术：
2.铜合金导电性、导热性优良，容易变形加工，其中cu-mg合金是电气化高速列车接触线用重要材料，但其强度、硬度、耐热性较差，应用范围和数量受到一定的限制，如何进一步添加合金化元素、提高材料的使用性能是扩大cu-mg系合金应用的关键，si元素和稀土元素都是铜合金的重要合金化元素，关于两者同时添加到cu-mg中形成的合金尚未有文献进行报道。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种含si元素和稀土元素的cu-mg系合金及其制备方法。
4.本发明实现的技术方案如下：
5.一种含稀土的cu-mg-si合金，其组分及重量百分比为：mg：0.5～5.0％，si：0.5～3.0％，稀土元素：0.1～0.5％，余量为cu和不可避免的杂质元素，所述稀土元素为la、ce、y中的一种，其制备步骤为，
6.(1)在真空感应熔炼炉中将cu-si中间合金加热到1050～1250℃使其熔化，随后加入cu-mg中间合金及cu-la(或者cu-ce，或者cu-y)中间合金，经电磁搅拌均匀，浇铸成铸锭；真空感应炉内压力低于0.1pa大气压；
7.(2)将铸锭放入电阻炉随炉升温至600～700℃，保温0.5～1.5h后随炉冷却至室温。
8.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过在cu-mg合金中以中间合金的方式添加低成本si及稀土元素，再进行均匀化退火处理，工艺简便，生产成本低，合金元素熔炼损耗小，成分准确易控制，制备的合金硬度高，耐热性强。
附图说明
9.图1是发明中实施例1制得铸态cu-5mg-2si-0.1ce合金的扫描电镜图；
10.图2是发明中实施例1制得铸态cu-5mg-2si-0.1ce合金，置于电阻炉升温至650℃，保温1h后随炉冷却至室温后的扫描电镜图。
具体实施方式
11.实施例1：
12.本实施例提供制备cu-5mg-2si-0.1ce合金的方法，包括以下步骤：
13.(1)将cu-si中间合金置于真空感应熔炼炉中，在1100℃、低于0.1pa大气压下熔化，随后加入cu-mg及cu-la中间合金，经电磁搅拌均匀，浇铸成铸锭，(2)将铸锭放入电阻炉随炉升温至650℃，保温1h后随炉冷却至室温。
14.微观组织与硬度：图1是铸态cu-5mg-2si-0.1ce合金的扫描电镜图，浅色部分是富cu基体，深色部分是富mg、si相，可见基体组织与增强相尺寸都很细小，宽度大部分在0.2μm～0.5μm且呈交替分布状态，测得其维氏硬度为217.2hv；图2是该合金热处理后的扫描电镜图，可见高温均匀化处理后，组织尺寸无明显长大，测得其维氏硬度为222.9hv，合金显示出较高的热稳定性。
15.实施例2：
16.本实施例提供制备cu-2mg-2si-0.2la合金的方法，包括以下步骤：
17.(1)将cu-si中间合金置于真空感应熔炼炉中，在1100℃、低于0.1pa大气压下熔化，随后加入cu-mg及cu-ce中间合金，经电磁搅拌均匀，浇铸成铸锭；(2)将铸锭放入电阻炉随炉升温至600℃，保温1.5h后随炉冷却至室温。
18.实施例3：
19.本实施例提供制备cu-0.5mg-0.5si-0.2y合金的方法，包括以下步骤：
20.(1)将cu-si中间合金置于真空感应炉中，在1200℃、低于0.1pa大气压下熔化，随后加入cu-mg及cu-y中间合金，经电磁搅拌均匀，浇铸成铸锭；(2)将铸锭放入电阻炉随炉升温至700℃，保温0.5h后随炉冷却至室温。
技术特征：
1.一种含稀土的cu-mg-si合金，其特征在于，所述材料组分及重量百分比为：mg：0.5～5.0％，si：0.5～3.0％，稀土元素：0.1～0.5％，余量为cu和不可避免的杂质元素，所述稀土元素为la、ce、y中的一种；所述含稀土的cu-mg-si合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将cu-si中间合金置于真空感应熔炼炉中，在1050～1250℃、低于0.1pa大气压下熔化，随后加入cu-mg中间合金及cu-la(或者cu-ce，或者cu-y)中间合金，经电磁搅拌均匀，浇铸成铸锭，将铸锭放入电阻炉随炉升温至600～700℃，保温0.5～1.5h后随炉冷却至室温。
技术总结
本发明涉及一种含稀土的Cu-Mg-Si合金，属铜合金领域。材料的组分及重量百分比为：Mg：0.5～5.0％，Si：0.5～3.0％，稀土元素：0.1～0.5％，余量为Cu和不可避免的杂质元素，所述稀土元素为La、Ce、Y中的一种，本发明材料的制备工艺为：将Cu-Si中间合金置于真空感应熔炼炉中，在1050～1250℃、低于0.1Pa大气压下熔化，随后加入Cu-Mg中间合金及Cu-La(或者Cu-Ce，或者Cu-Y)中间合金，经电磁搅拌均匀浇铸成铸锭；然后将铸锭放入电阻炉随炉升温至600～700℃，保温0.5～1.5h后随炉冷却至室温。本发明通过在Cu-Mg合金中以中间合金的方式添加低成本Si及稀土元素，再进行均匀化退火处理，工艺简便，生产成本低，合金元素熔炼损耗小，成分准确易控制，制备的合金硬度高，耐热性强，应用范围广。广。广。
技术研发人员：郭炜
受保护的技术使用者：郭炜
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/2/8