專利名稱：塑膠模具銅合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，具體地講是一種銅合金，主要用于制造塑膠模具、鋼模中的鑲件和模芯、家用電器塑膠制品鑲角及其它需要快速冷卻的模具、模芯、嵌入件等。
背景技術(shù)：
目前塑膠模具、鋼模中的鑲件和模芯、家用電器塑膠制品鑲角及其它需要快速冷卻的模具、模芯、嵌入件等的制造多采用普通模具鋼，普通模具鋼的熱傳導(dǎo)性差，只有42W/m.K，在生產(chǎn)過程中需要熱處理，增加了工序，加工復(fù)雜，同時其磨擦系數(shù)大，磨擦系數(shù)為0.15-0.3，由于其自身的性能差異直接影響產(chǎn)品的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種熱傳導(dǎo)性能好、磨擦系數(shù)小、機械加工容易的銅合金。
為了達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的塑膠模具銅合金，其特殊之處在于它含有如下重量百分數(shù)的化學(xué)成分Cr0-0.5％ Mn1.8-4.0％ Fe1.8-4.0％ Al11.5-13％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的一種較好的方案，塑膠模具銅合金，其特殊之處在于它含有如下重量百分數(shù)的化學(xué)成分Cr0.15-0.35％ Mn2.0-3.5％ Fe2.0-3.5％ Al12-12.5％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的一種最佳方案，塑膠模具銅合金，其特殊之處在于它含有如下重量百分數(shù)的化學(xué)成分Cr0.25％ Mn2.2％ Fe2.2％ Al12.25％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
本發(fā)明的塑膠模具銅合金，其硬度為HRC 25°-40°。
本發(fā)明所述的塑膠模具銅合金，其生產(chǎn)工藝如下電爐預(yù)熱至300℃左右時加入60％的銅料，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時，加入鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時，進行澆鑄。
本發(fā)明的塑膠模具銅合金的有效化學(xué)成分的設(shè)計依據(jù)及含量范圍的限定理由如下Cr鉻的主要作用是通過細化并改善基體組織結(jié)構(gòu)，提高材質(zhì)硬度，抗疲勞強度，彎曲屈服極限得到顯著提高，進而提高產(chǎn)品的耐磨性的熱穩(wěn)定性，但鉻含量過高，則產(chǎn)生材料抗彎強度降低，增加脆性，造成產(chǎn)品易折斷，因此鉻的含量控制在0-0.5％。
Mn錳具有很強的韌性和耐磨性，具有一定合金強化作用，但錳量過高則造成材料脆性增加，因此錳的含量控制在1.8-4.0％。
Fe鐵具有延展性，質(zhì)硬，具有合金強化作用，但鐵量過高則造成材料脆性增加，因此鐵的含量控制在1.8-4.0％。
Al鋁質(zhì)輕，能提高材質(zhì)硬度和抗拉強度，因此鋁的含量控制在11.5-13％。
Cu銅的主要作用是耐磨性和導(dǎo)熱性，因而銅的含量高一些。
本發(fā)明所述的塑膠模具銅合金與已有技術(shù)相比具有如下積極效果1、熱傳導(dǎo)性能好，其熱傳導(dǎo)為100W/m.K-110W/m.K(22℃-300℃)，而普通的模具鋼的熱傳導(dǎo)僅為42W/m.K，本發(fā)明的銅合金比模具鋼材優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性可有效地降低熱集中區(qū)的溫度，確保塑膠制品快速、均勻地冷卻，減少制品的變形及能耗；2、機械加工容易，因其硬度為HRC 25°-40°，硬度高不用熱處理，減少工序；3、磨擦系數(shù)小，僅為0.006-0.01，而普通模具鋼的磨擦系數(shù)為0.15-0.3；4、耐磨、耐蝕、光滑，同時延長使用壽命。
具體實施例方式為了更好地理解與實施，下面結(jié)合實施例詳細說明本發(fā)明塑膠模具銅合金。
實施例1，按本發(fā)明的化學(xué)成分要求稱量Cr2.55Kg、Mn22.7Kg、Fe22.7Kg、Al129Kg、Cu856Kg，電爐預(yù)熱至300℃左右時加入60％的銅料514Kg，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入上述稱取的鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時，加入上述稱取的鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅342Kg，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時，進行澆鑄，即得本發(fā)明的塑膠模具銅合金。取樣進行化學(xué)分析，其化學(xué)成分的重量百分數(shù)為Cr0.25％ Mn2.2％ Fe2.2％ Al12.5％，其余為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)，經(jīng)測試其硬度為32°。
實施例2，按本發(fā)明的化學(xué)成分要求稱量Cr1.55Kg、Mn20.8Kg、Fe20.8Kg、Al124Kg、Cu865Kg，電爐預(yù)熱至300℃左右時加入60％的銅料519Kg，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入上述稱取的鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時，加入上述稱取的鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅346Kg，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時，進行澆鑄，即得本發(fā)明的塑膠模具銅合金。取樣進行化學(xué)分析，其化學(xué)成分的重量百分數(shù)為Cr0.15％ Mn2.0％ Fe2.0％ Al12％，其余為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。經(jīng)測試其硬度為28°。
實施例3，按本發(fā)明的化學(xué)成分要求稱量Cr3.55Kg、Mn36Kg、Fe36Kg、Al128Kg、Cu810Kg，電爐預(yù)熱至300℃左右時加入60％的銅料486Kg，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入上述稱取的鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時，加入上述稱取的鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅324Kg，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時，進行澆鑄，即得本發(fā)明的塑膠模具銅合金。取樣進行化學(xué)分析，其化學(xué)成分的重量百分數(shù)為Cr0.35％ Mn3.5％ Fe3.5％ Al12.5％，其余為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。經(jīng)測試其硬度為36°。
實施例4，按本發(fā)明的化學(xué)成分要求稱量Mn18.5Kg、Fe18.5Kg、Al119Kg、Cu878Kg，電爐預(yù)熱至300℃左右時加入60％的銅料527Kg，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入上述稱取的鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時，加入上述稱取的鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅351Kg，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時，進行澆鑄，即得本發(fā)明的塑膠模具銅合金。取樣進行化學(xué)分析，其化學(xué)成分的重量百分數(shù)為Mn1.8％ Fe1.8％ Al11.5％，其余為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。經(jīng)測試其硬度為25°。
實施例5，按本發(fā)明的化學(xué)成分要求稱量Cr5.05Kg、Mn41.2Kg、Fe41.2Kg、Al134Kg、Cu815Kg，電爐預(yù)熱至300℃左右時加入60％的銅料489Kg，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入上述稱取的鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時，加入上述稱取的鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅326Kg，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時，進行澆鑄，即得本發(fā)明的塑膠模具銅合金。取樣進行化學(xué)分析，其化學(xué)成分的重量百分數(shù)為Cr0.5％ Mn4.0％ Fe4.0％ Al13％，其余為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。經(jīng)測試其硬度為40°。
權(quán)利要求
1.塑膠模具銅合金，其特征在于它含有如下重量百分數(shù)的化學(xué)成分Cr 0-0.5％ Mn 1.8-4.0％ Fe 1.8-4.0％ Al 11.5-13％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
2.按權(quán)利要求1所述的塑膠模具銅合金，其特征在于它含有如下重量百分數(shù)的化學(xué)成分Cr 0.15-0.35％ Mn 2.0-3.5％ Fe 2.0-3.5％ Al12-12.5％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
3.按權(quán)利要求2所述的塑膠模具銅合金，其特征在于它含有如下重量百分數(shù)的化學(xué)成分Cr 0.25％ Mn 2.2％ Fe 2.2％ Al 12.5％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
4.按權(quán)利要求1或2或3所述的塑膠模具銅合金，其特征在于其硬度為HRC 25°-40°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種塑膠模具銅合金，它含有如下重量百分數(shù)的化學(xué)成分Cr 0－0.5％ Mn 1.8－4.0％ Fe 1.8－4.0％ Al 11.5－13％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)，其硬度為HRC 25°－40°，是一種熱傳導(dǎo)性能好、機械加工容易、摩擦系數(shù)小、耐磨、耐蝕、光滑、使用壽命長的銅合金，主要用于制造塑膠模具、鋼模中的鑲件和模芯、家用電器塑膠制品鑲角及其它需要快速冷卻的模具、模芯、嵌入件等。
文檔編號C22C9/01GK1616693SQ200410036560
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者宋協(xié)福 申請人:宋協(xié)福