CuZr 是一种以铜为基体、锆为主要合金元素的时效强化型铜合金,其成分组成为铜 98.5%-99.5%、锆 0.5%-1.5%,杂质总含量≤0.5%。微量锆的加入在几乎不降低导电性的前提下,通过时效析出 Cu₃Zr 强化相显著提升强度,使合金导电率保持在 80% IACS 以上,抗拉强度达 400-450MPa,成为兼具高导电与高强度的特种铜材。
锆元素的时效强化是其核心优势。合金经 980℃固溶处理后水淬,再经 450℃时效 4 小时,可析出直径 5-10nm 的 Cu₃Zr 颗粒,这些颗粒钉扎位错使强度比纯铜提升 50%。某电机转子线圈采用该合金后,在 300A 电流下运行,温升仅比纯铜线圈高 2℃,但抗变形能力提升 40%,有效避免了长期运行后的线圈塌陷。
导电性能优异,室温导电率 80%-85% IACS,在 200℃高温下仍保持 75% IACS,某高压开关的触头在大电流通断操作中,接触电阻稳定在 50μΩ 以下,无明显温升异常。力学性能适配动态载荷,屈服强度 300-330MPa,延伸率 15%-18%,某高速列车的受电弓滑板在频繁接触摩擦下,使用寿命比纯铜制品延长 60%。
加工性能需匹配时效工艺,热加工温度 850-900℃,此时合金塑性良好,可轧制出 0.1mm 的薄带,某电磁屏蔽罩经轧制后,平面度误差≤0.1mm/m。冷加工后经低温时效(380℃×3 小时),可在保持高强度的同时消除应力,某精密导电端子经冷镦后时效,尺寸稳定性达 0.01mm/m。
制备工艺注重锆的均匀分布,真空感应炉 1150℃熔炼,锆以铜锆中间合金形式加入,搅拌 30 分钟防止偏析。铸锭经 1000℃均匀化处理 2 小时,热轧后进行固溶时效处理,确保强化相均匀析出。
应用于电机转子线圈、高压开关触头、高速列车受电弓滑板、精密导电端子等,在需要高导电与高强度结合的场景中表现突出。
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