專利名稱：一種薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低鈹銅合金及其生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
薄帶連鑄就是鋼水經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥，并在軋制力的作用下凝固成1-5mm鑄帶。鋼水的過熱和結(jié)晶潛熱要經(jīng)過水冷結(jié)晶輥將熱量帶走，并在結(jié)晶輥上凝固，兩片凝固殼在“吻合點”處合并軋制力的作用下而形成鑄帶。結(jié)晶輥一面與鋼水接觸，；另一面是水冷面，同時經(jīng)受軋制力的作用。這要求結(jié)晶輥材質(zhì)具有1)良好的導(dǎo)熱性；2)高強度和高硬度；3)耐急熱急冷性能；4)耐熱交變的抗疲勞性能。
對于銅合金強度和導(dǎo)熱、導(dǎo)電性間存在的矛盾。按照合金化理論，合金化程度越高，合金的強度就高，但導(dǎo)熱和導(dǎo)電性差；反之，電導(dǎo)率升高，強度則降低。廣泛應(yīng)用到連鑄結(jié)晶器的Cu-Ag合金和Cr-Zr-Cu等合金系列的強度HBS120-135Mpa，遠遠不能滿足薄帶連鑄結(jié)晶輥的強度要求。
鈹青銅合金是時效強化效果非常顯著，也最硬的銅合金，如QBe2、QBe1.9、QBe1.7等Be含量1.5-2.8％銅合金系列。該系列銅合金，具有高強度，HBS能達到350-400MPa，由于Be的原子半徑遠小于銅原子，因此加入較多的Be，減少了導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。因此要加入少量的其它合金元素，通過合金元素間的相互作用，形成化合物、或固溶強化、細化晶粒強化、冷變形和時效強化等綜合強化，減少Be用量的同時，提高強度和導(dǎo)電、導(dǎo)熱性。
美國專利US6,083,328公開一種薄帶連鑄用結(jié)晶輥銅合金材質(zhì)，其合金的成分范圍為Be含量0.1-0.45％、Ni或Co含量1-2.6％、同時加入0.05-0.25％的Zr，Ce，Cr，Ta，Ha等元素中的一種或幾種，其合金的硬度＞HBS200，導(dǎo)電率＞60％IACS。由于需要加入Zr，Ce，Cr，Ta，Ha金屬中一種或幾種，使冶煉生產(chǎn)操作復(fù)雜，且金屬收得率難以保證，而導(dǎo)致高成本。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有狀況，本發(fā)明的目的在于提供一種薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金及其生產(chǎn)工藝。本發(fā)明是在低Be銅合金基礎(chǔ)上加入Ni，Si、Zr、Re元素，發(fā)揮合金元素相互作用的優(yōu)勢，并通過合適的熱處理工藝，得到高強度和高導(dǎo)熱性及低成本的銅合金材質(zhì)。
本發(fā)明的薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金的成分重量百分比為Be0.1～0.3％；Ni1～2.5％；Si0.05～0.3％；Zr0.0 1～0.2％；復(fù)合Re＜0.05％；其余為Cu其中8∶1＜Ni/Si＜20∶1本發(fā)明的薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金的成分最佳重量百分比為Be0.1-0.2％；Ni1-2.5％；Si0.05-0.3％；Zr0.01-0.1％；復(fù)合Re＜0.05％；其余為Cu其中10∶1＜Ni/Si＜20∶1本發(fā)明的薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金的生產(chǎn)工藝為將冶煉后的合金澆注成鑄錠或鑄坯，將鑄坯進行熱鍛；將熱鍛后的鑄錠進行固溶處理，鑄坯在水中淬火；之后，對鑄坯進行冷變形；并保溫、時效處理。
將冶煉后的合金澆注成鑄錠或鑄坯，將鑄坯進行熱鍛；將熱鍛后的鑄錠進行固溶處理，鑄坯在水中淬火；之后，保溫、時效處理；并對鑄坯進行冷變形。
將冶煉后的合金澆注成鑄錠或鑄坯，將鑄坯900-600℃溫度區(qū)間熱鍛，熱鍛壓下率＞40％；將熱鍛后的鑄錠在900-1080℃固溶處理，處理時間為5-10h；將鑄坯在水中淬火；之后，對鑄坯進行25-35％冷變形；并在400-550℃溫度下保溫8-30h，進行時效處理。
將冶煉后的合金澆注成鑄錠或鑄坯，將鑄坯900-600℃溫度區(qū)間熱鍛，熱鍛壓下率＞40％；將熱鍛后的鑄錠在900-1080℃固溶處理，處理時間為5-10h；將鑄坯在水中淬火；之后，在400-550℃溫度下保溫8-30h，進行時效處理；對鑄坯進行25-35％冷變形。
本發(fā)明是在低Be銅合金基礎(chǔ)上加入Ni，Si、Zr、Re元素發(fā)揮合金元素相互作用的優(yōu)勢，并通過合適的熱處理工藝，得到高強度和高導(dǎo)熱性的銅合金材質(zhì)。既利用Be元素很強的固溶強化作用，同時加入Ni抑制晶界反應(yīng)，減緩時效過程，進一步強化；加入Si使得合金中時效析出物具有δ-Ni2Si相似的晶體結(jié)構(gòu)，起強化作用。同時必須控制合適的Ni/Si比，當(dāng)Si多時，多余強化元素將以固溶原子形式存在。固溶態(tài)Si元素對銅合金的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性損害極大，而固溶態(tài)Ni對銅合金的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性損害較小。Zr也是實效強化很明顯的元素，可以增加合金的塑性。加入Re起到細化晶粒作用。
本發(fā)明通過合理的熱處理工藝和合適的Ni/Si比，能夠得到高導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和高強度和高軟化溫度的薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金產(chǎn)品。同時本發(fā)明的生產(chǎn)工藝具有良好的穩(wěn)定性低成本的優(yōu)點。
產(chǎn)品的性能達到HBS＞200；軟化溫度＞600℃；導(dǎo)電率IACS％55-70％。
具體實施例方式
實施例生產(chǎn)工藝(1)將冶煉后的銅合金澆注成鑄錠或鑄坯，將鑄坯900～600℃溫度區(qū)間熱鍛(軋)，熱鍛(軋)壓下率＞40％；將熱鍛后的鑄錠(坯)在900～1080℃固溶處理，處理時間為5～10h；將鑄錠(坯)在水中淬火；將鑄坯或鑄錠加熱到400～550℃，保溫8～30h，進行時效處理；對鑄錠(坯)進行25～35％冷變形；生產(chǎn)工藝(2)將冶煉后的銅合金澆注成鑄錠或鑄坯，將鑄坯900～600℃溫度區(qū)間熱鍛(軋)，熱鍛(軋)壓下率＞40％；將熱鍛后的鑄錠(坯)在900～1080℃固溶處理，處理時間為5～10h；將鑄坯在水中淬火；對鑄坯進行25～35％冷變形；然后將鑄坯或鑄錠加熱到400～550℃，保溫8～30h，進行時效處理；分別按下述表1中的各合金成分生產(chǎn)本發(fā)明的薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金，方法如上所述的生產(chǎn)工藝(1)或生產(chǎn)工藝(2)表1

由表1可知，本發(fā)明的工藝方法生產(chǎn)的低鈹銅合金完全符合薄帶連鑄結(jié)晶輥用合金要求。
權(quán)利要求
1.一種薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金，其特征在于，其成分重量百分比為Be0.1～0.3％；Ni1～2.5％；Si0.05～0.3％；Zr0.01～0.2％；復(fù)合Re＜0.05％；其余為Cu其中8∶1＜Ni/Si＜20∶1
2.一種薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金，其特征在于，其成分最佳重量百分比為Be0.1-0.2％；Ni1-2.5％；Si0.05-0.3％；Zr0.01-0.1％；復(fù)合Re＜0.05％；其余為Cu其中10∶1＜Ni/Si＜20∶1
3.一種薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于，將冶煉后的合金澆注成鑄錠或鑄坯，將鑄坯進行熱鍛；將熱鍛后的鑄錠進行固溶處理，鑄坯在水中淬火；之后，對鑄坯進行冷變形；并保溫、時效處理。
4.一種薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于，將冶煉后的合金澆注成鑄錠或鑄坯，將鑄坯進行熱鍛；將熱鍛后的鑄錠進行固溶處理，鑄坯在水中淬火；之后，保溫、時效處理；并對鑄坯進行冷變形。
5.如權(quán)利要求3或4所述的一種薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于，將冶煉后的合金澆注成鑄錠或鑄坯，將鑄坯900-600℃溫度區(qū)間熱鍛，熱鍛壓下率＞40％；將熱鍛后的鑄錠在900-1080℃固溶處理，處理時間為5-10h；將鑄坯在水中淬火；之后，對鑄坯進行25-35％冷變形；并在400-550℃溫度下保溫8-30h，進行時效處理。
6.如權(quán)利要求3或4所述的一種薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于，將冶煉后的合金澆注成鑄錠或鑄坯，將鑄坯900-600℃溫度區(qū)間熱鍛，熱鍛壓下率＞40％；將熱鍛后的鑄錠在900-1080℃固溶處理，處理時間為5-10h；將鑄坯在水中淬火；之后，在400-550℃溫度下保溫8-30h，進行時效處理；對鑄坯進行25-35％冷變形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄帶連鑄結(jié)晶輥用低鈹銅合金及其生產(chǎn)工藝，在低Be銅合金基礎(chǔ)上加入Ni，Si、Zr、Re元素，發(fā)揮合金元素相互作用的優(yōu)勢，并通過將冶煉后的合金澆注成鑄錠或鑄坯，將鑄坯進行熱鍛；將熱鍛后的鑄錠進行固溶處理，鑄坯在水中淬火；之后，還包括對鑄坯進行冷變形；和保溫、時效處理工藝步驟。得到高強度和高導(dǎo)熱性的符合薄帶連鑄結(jié)晶輥用的低鈹銅合金材質(zhì)。
文檔編號B22D11/06GK1472352SQ0213630
公開日2004年2月4日 申請日期2002年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者于艷, 方園, 于 艷 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司