專利名稱：一種提高銅-鋁合金高溫熱膨脹系數(shù)的工藝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬材料加工方法，特別是銅-鋁合金的加工方法。
背景技術：
銅-鋁合金具有較高的強度、良好的導熱及耐蝕性能，已在儀表、機械、船舶及航空等領域得到廣泛的應用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，對銅-鋁合金提出了一些的特殊的性能要求，如耐高溫、耐磨、高膨脹系數(shù)等，以滿足不同環(huán)境下的工程和生產(chǎn)中的需要。熱膨脹系數(shù)是材料的重要物理性能參數(shù)之一。目前，提高合金熱膨脹系數(shù)的主要方法是添加合金元素。采用該方法易于在工業(yè)上應用，但合金組織均勻性難以保證、且成本較高、同時也降低材料的導電、導熱性能，有時甚至滿足不了一些工況的要求，尤其是在一定溫度的條件下。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種方法簡單、操作方便，成本低廉的提高銅-鋁合金高溫熱膨脹系數(shù)的工藝方法。本發(fā)明的技術方案如下
1、原材料原材料為銅鋁合金，其化學成分的質(zhì)量分數(shù)Wt%分別為Cu 84 91%，Al 9 16%，其余為雜質(zhì)。2、高壓處理將上述合金放在六面頂壓機上進行高壓處理，壓力為0. 5 2. OGPa, 加熱溫度為920 980°C，保溫時間為1 ％iin，斷電保壓冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量最好為1. 2 2L/min。2.熱處理將上述合金加熱，加熱溫度為100 150°C，保溫時間為20 30min，
出爐空冷至室溫。本發(fā)明由于在銅-鋁合金固體相變過程中施加高壓力，通過控制高壓處理工藝參數(shù)及冷卻速度，可以改變銅-鋁合金固體相變后的組織結(jié)構(gòu)，同時也減少合金組織中的孔隙率及晶體中的空位密度，提高了銅-鋁合金的致密性，致使銅-鋁合金的熱膨脹系數(shù)得以提高。隨后再對經(jīng)高壓處理后的銅-鋁合金進行熱處理，可以消除由高壓處理所產(chǎn)生的內(nèi)應力等不良效果，以保證銅-鋁合金的在高溫時的熱膨脹系數(shù)及其它性能，如耐蝕性等。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點方法簡單、操作方便、成本低廉，質(zhì)量穩(wěn)定， 可有效提高銅-鋁合金高溫熱膨脹系數(shù)50%左右。
具體實施例方式
實施例1
所用材料為銅-鋁合金，其化學成分(質(zhì)量分數(shù)Wt%)為，Cu 89. 41%，Al 10. 32%，其余 0. 27%雜質(zhì)。將上述銅-鋁合金放在CS- I I B型六面頂壓機上進行高壓處理，壓力為lGPa， 加熱溫度為920°C，保溫時間為3min，斷電保壓冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為 1.5L/min。然后再將上述合金放在KLX-12B箱式電阻爐中進行熱處理，加熱溫度為100°C， 保溫時間30min，出爐空冷至室溫。用DIL402C精密膨脹儀測定經(jīng)本發(fā)明方法處理前后銅-鋁合金的高溫熱膨脹系數(shù)提高55. 12%。實施例2
所用材料為銅-鋁合金，其化學成分(質(zhì)量分數(shù)wt%)為，Cu 87.27%，Al 12. 45%，其余0.28%雜質(zhì)。將上述銅-鋁合金放在CS-I I B型六面頂壓機上進行高壓處理，壓力為 1.5GPa，加熱溫度為950°C，保溫時間為2min，斷電保壓冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為1.2L/min。然后再將上述合金放在KLX-12B箱式電阻爐中進行熱處理，加熱溫度為 120°C，保溫時間25min，出爐空冷至室溫。用DIL402C精密膨脹儀測定經(jīng)本發(fā)明方法處理前后銅-鋁合金的高溫熱膨脹系數(shù)提高53. 38%。實施例3
所用材料為銅-鋁合金，其化學成分(質(zhì)量分數(shù)wt%)為，Cu 84. 26%, Al 15. 48%，其余0.26%雜質(zhì)。將上述銅-鋁合金放在CS-I I B型六面頂壓機上進行高壓處理，壓力為 2. OGPa，加熱溫度為970°C，保溫時間為lmin，斷電保壓冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為2L/min。然后再將上述合金放在KLX-12B箱式電阻爐中進行熱處理，加熱溫度為 150°C，保溫時間20min，出爐空冷至室溫。用DIL402C精密膨脹儀測定經(jīng)本發(fā)明方法處理前后銅-鋁合金的高溫熱膨脹系數(shù)提高54. 22%。下面是采用本發(fā)明方法獲得的銅-鋁合金與普通銅-鋁合金在593°C時的熱膨脹系數(shù)測試結(jié)果對比表
權利要求
1. 一種提高銅-鋁合金高溫熱膨脹系數(shù)的工藝方法，其特征在于(1)原材料為銅鋁合金，其化學成分的質(zhì)量分數(shù)Wt%分別為Cu84-91%，Al 9- 16%，其余為雜質(zhì)；(2)將上述合金放在六面頂壓機上進行高壓處理，壓力為0.5 2. OGPa，加熱溫度為 920 980°C，保溫時間為1 ％iin，斷電保壓冷卻至室溫；(2)將上述合金加熱，加熱溫度為100 150°C，保溫時間為20 30min，出爐空冷至室
2.根據(jù)權利要求1所述的一種提高銅-鋁合金高溫熱膨脹系數(shù)的工藝方法，其特征在于六面頂壓機冷卻壓頭的循環(huán)水流量為1. 2 2L/min。
全文摘要
一種提高銅-鋁合金高溫熱膨脹系數(shù)的工藝方法，其主要是將化學成分的質(zhì)量分數(shù)wt%分別為Cu84-91%，Al9-16%的銅鋁合金放在六面頂壓機上進行高壓處理，壓力為0.5～2.0GPa，加熱溫度為920～980℃，保溫時間為1～4min，斷電保壓冷卻至室溫，再將上述合金加熱，加熱溫度為100～150℃，保溫時間為20～30min，出爐空冷至室溫。該工藝方法簡單、操作方便、成本低廉，質(zhì)量穩(wěn)定，能較大幅度地提高銅-鋁合金的高溫熱膨脹系數(shù)。
文檔編號C22F1/08GK102168235SQ20111008482
公開日2011年8月31日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權日2011年4月6日
發(fā)明者劉建華, 張瑞軍, 王鵬 申請人:燕山大學