一种非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金及其制备方法
阅读说明：本技术 一种非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金及其制备方法 (High-hardness copper-nickel-silicon-chromium alloy for amorphous strip cooling copper roller and preparation method thereof ) 是由 甘章华 刘意 吴传栋 王佳敏 吴浩 于 2021-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金及其制备方法,涉及铜合金材料技术领域。本发明提供的非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金,以质量百分比计,包括以下化学成分：Cu 98.8～99.4％,Ni 0.4～0.8％,Si 0.1～0.2％,Cr 0.1～0.2％；所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的制备方法包括：将固溶处理后的合金依次进行调幅时效处理和深冷处理,得到所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金；所述调幅时效处理包括依次进行调幅分解和时效处理。本发明提供的非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的硬度达到HB≥180,同时导电率≥76IACS％。(The invention provides a high-hardness copper-nickel-silicon-chromium alloy for an amorphous strip cooling copper roller and a preparation method thereof, and relates to the technical field of copper alloy materials. The invention provides a high-hardness copper-nickel-silicon-chromium alloy for an amorphous strip cooling copper roller, which comprises the following chemical components in percentage by mass: 98.8-99.4% of Cu, 0.4-0.8% of Ni, 0.1-0.2% of Si and 0.1-0.2% of Cr; the preparation method of the high-hardness copper-nickel-silicon-chromium alloy for the amorphous strip-making cooling copper roller comprises the following steps: carrying out amplitude modulation aging treatment and deep cooling treatment on the alloy subjected to the solution treatment in sequence to obtain the high-hardness copper-nickel-silicon-chromium alloy for the amorphous strip-making cooling copper roller; the amplitude modulation aging treatment comprises amplitude modulation decomposition and aging treatment which are sequentially carried out. The hardness of the high-hardness copper-nickel-silicon-chromium alloy for the amorphous strip cooling copper roller provided by the invention reaches HB (British hardness) more than or equal to 180, and the electric conductivity is more than or equal to 76 IACS.)
技术领域
本发明涉及铜合金材料技术领域，具体涉及一种非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金及其制备方法。
背景技术
目前非晶薄带的主要工业生产工艺是单辊甩带，其原理是金属液体通过一个喷嘴流到冷却铜辊上，冷却铜辊高速旋转且内部通以高压冷却水，冷却铜辊高速旋转的同时将金属液体甩出，形成厚度为18～35微米之间的非晶薄带。这种单辊甩带工艺可以使冷却速度达到100万度每秒。
冷却铜辊对非晶薄带的性能起着关键的作用。首先为了实现快速凝固，要求铜辊具有高导热性，能够将热量从铜辊表面快速传递到铜辊里面的高压水并通过水带走。因此，通常要求采用高含铜量的铜合金来制备冷却铜辊。其次，冷却铜辊的硬度将影响非晶薄带的叠片系数。提高非晶薄带的表面光洁度将提高叠片系数，为了提高非晶薄带的光洁度，要求铜辊表面具有低的表面粗糙度。目前在制备非晶薄带时，为了获得表面光洁度高的非晶薄带，通常是在甩带的同时，采用600目的砂纸叶轮对铜辊进行打磨，如果铜辊的硬度不够，砂纸叶轮非常容易在铜辊表面形成较深的划痕，这样将提高铜辊的表面粗糙度，最终将使所制备的非晶薄带的表面光洁度下降，使叠片系数下降。因而，通常要求非晶制带用铜辊在保证导热性的同时，硬度越高越好。
通常，铜合金的导热性能与导电率成正比，由于导热系数测量相对麻烦，而导电率测量较为简单，因此，工业上通常通过测量导电率来衡量铜合金的导热性能。目前非晶制带冷却铜辊国内行业性能指标的标准为：硬度HB≥120，导电率≥76IACS％。
纯铜具有优异的导电和导热性能，但其质软，硬度只有HV40左右，不能用来制备非晶制带冷却辊。
目前，国内外非晶行业主要采用铬锆铜来制备冷却铜辊。中国专利ZL201010575117.4公开了一种铬锆铜冷却辊的制造方法，硬度达到HB≥130，导电率(IACS％)≥80％。
随着非晶行业的高速发展，对非晶薄带的表面光洁度提出了更高的要求，要求叠片系数从0.75提高到0.84以上，这要求冷却铜辊具有更高的光洁度。铬锆铜的硬度通常在HB130～140之间，这种硬度值偏低，在采用砂纸叶轮进行打磨时，非常容易在冷却铜辊表面留下划痕，从而降低表面光洁度。如果能够将硬度从HB130左右提高到HB180左右，那么采用砂纸叶轮进行打磨时，铜辊的表面光洁度将会得到明显的提高。在铬锆铜里加入磷和锡等合金元素，有可能使铬锆铜的硬度提高到HB180以上，但是此时导电率将急剧下降，不能满足导电率≥76IACS％的要求。
铜镍硅合金是一种典型的高强度高导电铜合金。铜镍硅合金中的主要强化相是δ-Ni2Si相，硅元素是形成δ-Ni2Si相的必要元素，不利作用是硅的存在将降低导电率和导热系数。硅作为固溶元素存在于铜基体中时，将降低导电率。因此，理想状态是硅全部形成δ-Ni2Si析出相，而不要固溶于铜基体中。文献“CuNiSi-(Cr,Zr)合金形变时效行为与性能研究”报道了Cu-2％Ni-0.5％Si和Cu-2％Ni-0.5％Si-0.3％Cr合金，通过传统固溶+时效工艺后，CuNiSi硬度为HV225，导电率41.3IACS％；CuNiSiCr合金硬度为HV225，导电率43.3IACS％。通过低温轧制50％+450℃时效1h+低温轧制50％+375℃时效8h的双级时效后，CuNiSi硬度为HV189，导电率61.5IACS％；CuNiSiCr合金硬度为HV209，导电率54.7IACS％。中国专利ZL201610872819.6公开了一种引线框架用的铜镍硅系合金材料及其制备方法，该材料的成分为：Ni0.8～1.8％，Si 0.15～0.35％，P 0.01～0.05％，Mg 0.10～0.15％，Fe0.05～0.1％，Cr 0.2～0.4％，Zn 0.07～0.15％，还至少包括V、Mn、Ti三种元素一种或两种，上述元素为总含量的0.02～0.5％，其余为铜；该专利7个实施例中综合性能最好的是实施例6，硬度为HV180，导电率65IACS％，此时对应成分为：Ni 1.8％，Si 0.18％，P 0.04％，Mg 0.13％，Fe 0.05％，Cr 0.4％，Zn 0.15％，Ti 0.5％。
现有铜镍硅合金难以同时满足非晶制带冷却铜辊HB≥180，导电率≥76IACS％的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金及其制备方法，本发明提供的非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的硬度达到HB≥180，同时导电率≥76IACS％，能够同时具有优异的硬度和导热性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金，以质量百分比计，包括以下化学成分：Cu 98.8～99.4％，Ni 0.4～0.8％，Si 0.1～0.2％，Cr 0.1～0.2％；
所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的制备方法包括：
将固溶处理后的合金依次进行调幅时效处理和深冷处理，得到所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金；所述调幅时效处理包括依次进行调幅分解和时效处理。
优选地，所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的硬度≥180HB，导电率≥76IACS％。
优选地，所述调幅分解的温度为320～360℃，所述调幅分解的时间为30～50min；所述时效处理的温度为450～460℃，所述时效处理的保温时间为90～180min。
优选地，由室温升至所述调幅分解的温度的升温速率为10～12℃/min；由所述调幅分解的温度升至所述时效处理的温度的升温速率为10～12℃/min。
本发明提供了上述技术方案所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的制备方法，包括以下步骤：
将固溶处理后的合金依次进行调幅时效处理和深冷处理，得到所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金；所述调幅时效处理包括依次进行调幅分解和时效处理。
优选地，所述固溶处理后的合金的制备方法包括：将合金原料依次进行铸造、热锻、冷锻和固溶处理，得到固溶处理后的合金。
优选地，所述固溶处理的温度为900～950℃，所述固溶处理的保温时间为90～150min，所述固溶处理的气氛为氩气气氛或者氮气气氛。
优选地，所述固溶处理后还包括：将所得固溶合金置于冰水中进行冷却。
优选地，所述深冷处理的温度为≤-196℃，所述深冷处理的时间为2～5h。
优选地，所述热锻的温度为900～1000℃，所述热锻的时间为30～60min，所述热锻的总锻造比为≥5，所述热锻的加热保护气氛为氩气气氛或者氮气气氛。
本发明提供了一种非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金，以质量百分比计，包括以下化学成分：Cu 98.8～99.4％，Ni 0.4～0.8％，Si 0.1～0.2％，Cr 0.1～0.2％；所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的制备方法包括：将固溶处理后的合金依次进行调幅时效处理和深冷处理，得到所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金；所述调幅时效处理包括依次进行调幅分解和时效处理。本发明采用调幅时效处理代替时效处理，通过调幅分解在局部提高硅的浓度，后续时效处理时有利于δ-Ni2Si析出相的析出，解决了硅含量过低时不能获得过饱和固溶体的问题，从而能够实现在低硅含量时仍然具有时效效果，提高合金的硬度和导热性。本发明提供的高硬度铜镍硅铬合金比目前非晶制带冷却铜辊用的铬锆铜合金硬度提高38％，而导电率相当。本发明的高硬度铜镍硅铬合金冶炼和热处理工艺相对简单，性能稳定，适宜工业化大规模生产。
附图说明
图1为实施例1制备的非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金经过腐蚀后的显微组织图。
具体实施方式
本发明提供了一种非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金，以质量百分比计，包括以下化学成分：Cu 98.8～99.4％，Ni 0.4～0.8％，Si 0.1～0.2％，Cr 0.1～0.2％；
所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的制备方法包括：
将固溶处理后的合金依次进行调幅时效处理和深冷处理，得到所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金；所述调幅时效处理包括依次进行调幅分解和时效处理。
以质量百分比计，本发明提供的非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金，优选包括以下化学成分：Cu 99.05～99.3％，Ni 0.4～0.6％，Si 0.1～0.15％，Cr 0.15～0.2％。
本发明提供的非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的制备方法包括：
将固溶处理后的合金依次进行调幅时效处理和深冷处理，得到所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金。
在本发明中，所述固溶处理后的合金的制备方法优选包括：将合金原料依次进行铸造、热锻、冷锻和固溶处理，得到固溶处理后的合金。
在本发明中，所述合金原料优选包括电解铜、电解镍、金属硅和金属铬；所述电解铜的纯度优选>99.99wt％；所述电解镍的纯度优选>99.9wt％；所述金属硅的纯度优选>99.3wt％；所述金属铬的纯度优选>99.2wt％。本发明对所述合金原料的具体配比没有特殊要求，以能够得到满足上述化学成分要求的非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金为宜。
在本发明中，所述铸造优选包括依次进行的熔炼和浇铸；所述熔炼的温度优选为1100～1300℃，更优选为1200℃；所述熔炼的时间优选为0.5～1h，更优选为1h。在本发明中，所述熔炼优选在中频感应炉中进行。在本发明中，所述熔炼时合金原料的添加顺序优选为：电解铜、电解镍、金属硅和金属铬。
在本发明中，所述浇铸优选在石墨模具中进行；所述浇铸的温度优选为1200℃。
在本发明中，所述热锻的温度优选为900～1000℃，更优选为950℃；所述热锻的时间优选为30～60min，更优选为30min；所述热锻的总锻造比优选≥5，更优选为6；所述热锻的加热保护气氛优选为氩气气氛或者氮气气氛。本发明限定热锻的工艺参数在上述范围能够有效减少变形抗力，提高合金的塑性。
在本发明中，所述冷锻的锻造比优选≥5，更优选为6。本发明限定冷锻的锻造比在上述范围能够使合金获得较高的硬度。
在本发明中，所述固溶处理的温度优选为900～950℃，更优选为920～950℃；所述固溶处理的保温时间优选为90～150min，更优选为100～130min。所述固溶处理的气氛为氩气气氛或者氮气气氛。本发明在所述固溶处理过程中，形成过饱和固溶体，为随后的调幅时效处理作准备，以获得高硬度。
在本发明中，所述固溶处理后优选还包括：将所得固溶合金置于冰水中进行冷却，得到固溶处理后的合金。本发明在冰水中进行冷却能够防止固溶体分解和有害相析出。
在本发明中，所述调幅时效处理包括依次进行调幅分解和时效处理。在本发明中，所述调幅分解的温度优选为320～360℃，更优选为340℃；所述调幅分解的时间优选为30～50min；所述时效处理的温度优选为450～460℃；所述时效处理的保温时间优选为90～180min，更优选为120～150min。本发明采用调幅时效处理代替时效处理，通过调幅分解在局部提高硅的浓度，后续时效处理时有利于δ-Ni2Si析出相的析出，解决了硅含量过低时不能获得过饱和固溶体的问题，从而能够实现在低硅含量时仍然具有时效效果，提高合金的硬度和导热性。
在本发明中，由室温升至所述调幅分解的温度的升温速率优选为10～12℃/min；由所述调幅分解的温度升至所述时效处理的温度的升温速率优选为10～12℃/min。本发明限定上述升温速率能够减少热应力，防止合金开裂。
在本发明中，所述深冷处理的温度优选≤-196℃，更优选为-196℃，所述深冷处理优选在液氮中进行；所述深冷处理的时间优选为2～5h，更优选为3～4h。在本发明中，深冷处理能够降低溶质原子在基体中的溶解度，以提高导电率；促进溶质原子以第二相形式析出，以提高硬度。
本发明提供的非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的硬度优选≥180HB，更优选为181～205HB；导电率优选≥76IACS％，更优选为77～79IACS％。
本发明还提供了上述技术方案所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的制备方法，包括以下步骤：
将固溶处理后的合金依次进行调幅时效处理和深冷处理，得到所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金；所述调幅时效处理包括依次进行调幅分解和时效处理。
在本发明中，所述非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的制备方法与前文所述一致，这里不再赘述。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
S1、按质量分数Cu 98.8％，Ni 0.8％，Si 0.2％，Cr 0.2％配制高硬度铜镍硅铬合金，总质量为1公斤。原料为电解铜(纯度>99.99wt％)、电解镍(纯度>99.9wt％)、金属硅(纯度>99.3wt％)和金属铬(纯度>99.2wt％)。
S2、采用中频感应炉进行熔炼，熔炼坩埚选用高纯刚玉坩埚，熔炼温度为1200℃，时间为1小时，原料投入顺序为电解铜、电解镍、金属硅和金属铬。
S3、将S2中的合金捞渣后浇铸到石墨模具中，模具为圆柱型，尺寸为Φ50×100mm。冷却后将铸锭从石墨模具中倒出即得到铜镍硅铬合金铸锭，尺寸为Φ50×60mm。
S4、将所述铜镍硅铬合金铸锭置于带氩气保护的箱式电阻炉中，加热到950℃保温30分钟，采用冲击锻进行锻造，镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，总锻造比为6。
S5、采用冲击锻进行冷锻，拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，总锻造比为6，得到尺寸为Φ49×60mm的圆柱形合金锭。
S6、将S5中的Φ49×60mm的圆柱形合金锭置于带氩气保护的箱式电阻炉中，加热到900℃保温150分钟，取出后快速淬入到冰水中，保证终冷温度为0℃。
S7、将S6中的合金吹干后置于箱式电阻炉中进行调幅时效处理，升温速率为10℃/min，升温至360℃，保温30min；再升温至450℃，保温150min。
S8、将S7中合金取出空冷至室温后置于液氮中进行深冷处理，温度为-196℃，时间为5h，得到非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金。
实施例2
S1、按质量分数Cu 99.05％，Ni 0.6％，Si 0.15％，Cr 0.2％配制高硬度铜镍硅铬合金，总质量为1公斤。原料为电解铜(纯度>99.99wt％)、电解镍(纯度>99.9wt％)、金属硅(纯度>99.3wt％)和金属铬(纯度>99.2wt％)。
S2、采用中频感应炉进行熔炼，熔炼坩埚选用高纯刚玉坩埚，熔炼温度为1200℃，时间为1小时，原料投入顺序为电解铜、电解镍、金属硅和金属铬。
S3、将S2中的合金捞渣后浇铸到石墨模具中，模具为圆柱型，尺寸为Φ50×100mm。冷却后将铸锭从石墨模具中倒出即得到铜镍硅铬合金铸锭，尺寸为Φ50×60mm。
S4、将所述铜镍硅铬合金铸锭置于带氩气保护的箱式电阻炉中，加热到950℃保温30分钟，采用冲击锻进行锻造，镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，总锻造比为6。
S5、采用冲击锻进行冷锻，拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，总锻造比为6，得到尺寸为Φ49×60mm的圆柱形合金锭。
S6、将S5中的Φ49×60mm的圆柱形合金锭置于带氩气保护的箱式电阻炉中，加热到920℃保温130分钟，取出后快速淬入到冰水中，保证终冷温度为0℃。
S7、将S6中的合金吹干后置于箱式电阻炉中进行调幅时效处理，升温速率为10℃/min，升温至340℃，保温30min；再升温至450℃，保温150min。
S8、将S7中合金取出空冷至室温后置于液氮中进行深冷处理，温度为-196℃，时间为5h，得到非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金。
实施例3
S1、按质量分数Cu 99.3％，Ni 0.4％，Si 0.1％，Cr 0.2％配制高硬度铜镍硅铬合金，总质量为1公斤。原料为电解铜(纯度>99.99wt％)、电解镍(纯度>99.9wt％)、金属硅(纯度>99.3wt％)和金属铬(纯度>99.2wt％)。
S2、采用中频感应炉进行熔炼，熔炼坩埚选用高纯刚玉坩埚，熔炼温度为1200℃，时间为1小时，原料投入顺序为电解铜、电解镍、金属硅和金属铬。
S3、将S2中的合金捞渣后浇铸到石墨模具中，模具为圆柱型，尺寸为Φ50×100mm。冷却后将铸锭从石墨模具中倒出即得到铜镍硅铬合金铸锭，尺寸为Φ50×60mm。
S4、将所述铜镍硅铬合金铸锭置于带氮气保护的箱式电阻炉中，加热到950℃保温30分钟，采用冲击锻进行锻造，镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，总锻造比为6。
S5、采用冲击锻进行冷锻，拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，总锻造比为6，得到尺寸为Φ49×60mm的圆柱形合金锭。
S6、将S5中的Φ49×60mm的圆柱形合金锭置于带氮气保护的箱式电阻炉中，加热到950℃保温90分钟，取出后快速淬入到冰水中，保证终冷温度为0℃。
S7、将S6中的合金吹干后置于箱式电阻炉中进行调幅时效处理，升温速率为10℃/min，升温至320℃，保温50min；再升温至450℃，保温150min。
S8、将S7中合金取出空冷至室温后置于液氮中进行深冷处理，温度为-196℃，时间为5h，得到非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金。
实施例4
S1、按质量分数Cu 98.9％，Ni 0.8％，Si 0.2％，Cr 0.1％配制高硬度铜镍硅铬合金，总质量为1公斤。原料为电解铜(纯度>99.99wt％)、电解镍(纯度>99.9wt％)、金属硅(纯度>99.3wt％)和金属铬(纯度>99.2wt％)。
S2、采用中频感应炉进行熔炼，熔炼坩埚选用高纯刚玉坩埚，熔炼温度为1200℃，时间为1小时，原料投入顺序为电解铜、电解镍、金属硅和金属铬。
S3、将S2中的合金捞渣后浇铸到石墨模具中，模具为圆柱型，尺寸为Φ50×100mm。冷却后将铸锭从石墨模具中倒出即得到铜镍硅铬合金铸锭，尺寸为Φ50×60mm。
S4、将所述铜镍硅铬合金铸锭置于带氮气保护的箱式电阻炉中，加热到950℃保温30分钟，采用冲击锻进行锻造，镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，总锻造比为6。
S5、采用冲击锻进行冷锻，拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，总锻造比为6，得到尺寸为Φ49×60mm的圆柱形合金锭。
S6、将S5中的Φ49×60mm的圆柱形合金锭置于带氮气保护的箱式电阻炉中，加热到900℃保温150分钟，取出后快速淬入到冰水中，保证终冷温度为0℃。
S7、将S6中的合金吹干后置于箱式电阻炉中进行调幅时效处理，升温速率为10℃/min，升温至360℃，保温30min；再升温至450℃，保温90min。
S8、将S7中合金取出空冷至室温后置于液氮中进行深冷处理，温度为-196℃，时间为5h，得到非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金。
实施例5
S1、按质量分数Cu 99.4％，Ni 0.4％，Si 0.1％，Cr 0.1％配制高硬度铜镍硅铬合金，总质量为1公斤。原料为电解铜(纯度>99.99wt％)、电解镍(纯度>99.9wt％)、金属硅(纯度>99.3wt％)和金属铬(纯度>99.2wt％)。
S2、采用中频感应炉进行熔炼，熔炼坩埚选用高纯刚玉坩埚，熔炼温度为1200℃，时间为1小时，原料投入顺序为电解铜、电解镍、金属硅和金属铬。
S3、将S2中的合金捞渣后浇铸到石墨模具中，模具为圆柱型，尺寸为Φ50×100mm。冷却后将铸锭从石墨模具中倒出即得到铜镍硅铬合金铸锭，尺寸为Φ50×60mm。
S4、将所述铜镍硅铬合金铸锭置于带氮气保护的箱式电阻炉中，加热到950℃保温30分钟，采用冲击锻进行锻造，镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，总锻造比为6。
S5、采用冲击锻进行冷锻，拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，总锻造比为6，得到尺寸为Φ49×60mm的圆柱形合金锭。
S6、将S5中的Φ49×60mm的圆柱形合金锭置于带氮气保护的箱式电阻炉中，加热到950℃保温90分钟，取出后快速淬入到冰水中，保证终冷温度为0℃。
S7、将S6中的合金吹干后置于箱式电阻炉中进行调幅时效处理，升温速率为10℃/min，升温至320℃，保温50min；再升温至450℃，保温120min。
S8、将S7中合金取出空冷至室温后置于液氮中进行深冷处理，温度为-196℃，时间为5h，得到非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金。
对比例1
Cu-0.8％Cr-0.2％Zr的制备方法为：
S1、按质量分数Cu 99％，Cr 0.8％，Zr 0.2％，配制铜铬锆合金，总质量为1公斤。原料为电解铜(纯度>99.99wt％)、金属铬(纯度>99.2wt％)和金属锆(纯度>99.9wt％)。
S2、采用中频感应炉进行熔炼，熔炼坩埚选用高纯刚玉坩埚，熔炼温度为1200℃，时间为1小时，原料投入顺序为电解铜、金属铬和金属锆。
S3、将S2中的合金捞渣后浇铸到石墨模具中，模具为圆柱型，尺寸为Φ50×100mm。冷却后将铸锭从石墨模具中倒出即得到铜铬锆合金铸锭，尺寸为Φ50×60mm。
S4、将所述铜铬锆合金铸锭置于带氩气保护的箱式电阻炉中，加热到1000℃保温30分钟，采用冲击锻进行锻造，镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，总锻造比为6。
S5、采用冲击锻进行冷锻，拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，总锻造比为6，得到尺寸为Φ50×60mm的圆柱形合金锭。
S6、将S5中的Φ50×60mm的圆柱形合金锭置于带氩气保护的箱式电阻炉中箱式电阻炉中，加热到980℃保温60分钟，取出后快速淬入到水中。
S7、将S6中的合金吹干后置于箱式电阻炉中进行时效处理，升温速率为10℃/min，升温至450℃，保温240min后空冷至室温。
对比例2
Cu-2.4％Ni-0.6％Si的制备方法为：熔炼铸造+热轧+在900℃固溶l.5h后水淬+在450℃时效8h后空冷。
S1、按质量分数Cu 97.0％，Ni 2.4％，Si 0.6％，配制铜镍硅合金，总质量为1公斤。原料为电解铜(纯度>99.99wt％)、金属镍(纯度>99.9wt％)和金属硅(纯度>99.3wt％)。
S2、采用中频感应炉进行熔炼，熔炼坩埚选用高纯刚玉坩埚，熔炼温度为1200℃，时间为1小时，原料投入顺序为电解铜、金属镍和金属硅。
S3、将S2中的合金捞渣后浇铸到石墨模具中，模具为圆柱型，尺寸为Φ50×100mm。冷却后将铸锭从石墨模具中倒出即得到铜镍硅合金铸锭，尺寸为Φ50×60mm。
S4、将所述铜铬锆合金铸锭置于带氩气保护的箱式电阻炉中，加热到1000℃保温30分钟，采用冲击锻进行锻造，镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，总锻造比为6。
S5、采用冲击锻进行冷锻，拔长至高度为60mm，再镦粗至高度为20mm，再拔长至高度为60mm，总锻造比为6，得到尺寸为Φ50×60mm的圆柱形合金锭。
S6、将S5中的Φ50×60mm的圆柱形合金锭置于带氩气保护的箱式电阻炉中箱式电阻炉中，加热到900℃保温90分钟，取出后快速淬入到水中。
S7、将S6中的合金吹干后置于箱式电阻炉中进行时效处理，升温速率为10℃/min，升温至450℃，保温480min后空冷至室温。
测试例
实施例1制备的非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金经过腐蚀后的显微组织图如图1所示。将实施例1制备的高硬度铜镍硅铬合金制备成金相试样，抛光后进行浸泡腐蚀，腐蚀剂为含3g氯化铁+95mL乙醇+2mL盐酸的水溶液，腐蚀时间40～60s。
由图1可知，本发明制备的高硬度铜镍硅铬合金的显微组织均匀，基体上分布着大量白色亮点，无孔隙和夹杂物，这种显微组织有利于获得高硬度和高导电率。
对实施例1～5和对比例1～2制备的铜合金做性能检测，其结果如表1所示：
表1实施例1～5和对比例1～2制备的铜合金的性能
由表1可以看出，本发明制备的非晶制带冷却铜辊用高硬度铜镍硅铬合金的硬度达到HB≥180，同时导电率≥76IACS％，能够同时具有优异的硬度和导热性。
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。
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