專利名稱：一種復(fù)雜銅-鋅合金殼體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱殼體，特別涉及一種具有特殊散熱需要的由復(fù)雜銅-鋅合金制成的散熱殼體的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，各種工程以及工作場合都離不開自動化設(shè)備，一些特殊場合對于設(shè)備在工作中的溫度有著嚴(yán)格要求，除了一些額外的冷卻工具和手段外，還通常需要采用散熱性好的材料；銅的熱傳導(dǎo)性能非常高，然而銅的儲藏量有限，近些年價(jià)格也不斷攀升，增加了生產(chǎn)成本，因此實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常采用銅-鋅合金作為替代。 普通銅-鋅合金以銅為基礎(chǔ)，鋅作主要添加元素，其具有美觀的黃色，銅-鋅合金同樣具有良好的散熱性能，相比純Cu其造價(jià)低廉，又具有一定的機(jī)械性能，因此已得到廣泛使用。普通銅-鋅二元合金包括多種組織，其中α相是鋅在銅中的置換固溶體，常溫可固溶約38%Ζη，具有面心立方晶格，塑性良好，適宜進(jìn)行冷熱加工，隨著Cu中溶Zn量增加，固溶強(qiáng)化作用增強(qiáng)；β相是電子化合物CuZn為基的固溶體，具有體心立方晶格。除了 α、β相以外，銅-鋅合金中一般也存在Y相，Y相是以復(fù)雜電子化合物為基的固溶體，具有復(fù)雜立方晶格，Y相性質(zhì)硬脆，對銅合金性能不利。為了改善普通銅-鋅合金的性能，現(xiàn)有技術(shù)中，通常在銅-鋅合金中加入少量錫、鋁、錳、鐵、硅、鎳、鉛等元素，構(gòu)成三元、四元、甚至五元合金，即為復(fù)雜銅-鋅合金，亦稱特殊銅-鋅合金。復(fù)雜銅-鋅合金的組織，一般可根據(jù)銅-鋅合金中加入元素的“鋅當(dāng)量系數(shù)”來推算。在銅鋅合金中加入少量其他合金元素，會使Cu-Zn狀態(tài)圖中的α / (α+β)相區(qū)向左或向右移動。所以特殊銅-鋅合金的組織，通常相當(dāng)于普通銅-鋅合金中增加或減少了鋅含量的組織。例如，在Cu-Zn合金中加入1% Si后的組織，即相當(dāng)于在Cu-Zn合金中增加10% Si的合金組織。所以Si的“鋅當(dāng)量”為10。又例如，如果Si的“鋅當(dāng)量系數(shù)”最大，使Cu-Zn系中的α / (α+β)相界顯著移向銅側(cè)，即強(qiáng)烈縮小α相區(qū)。Ni的“鋅當(dāng)量系數(shù)”為負(fù)值，即擴(kuò)大a相區(qū)。少量多元強(qiáng)化是提高合金性能的一種途徑，然而，由于特殊銅-鋅合金中的a相及β相是多元復(fù)雜固溶體，再加上可能出現(xiàn)的Y相，所少量的元素同時(shí)存在兩方面的影響，一方面可能提高合金的耐蝕性、強(qiáng)度性能，另一方面則增加材料的脆性，影響合金的彎曲和切削性等性能。所以，對于合金的材料選擇及其組分配比需要經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)和對比分析才能得到。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是提供一種具有特殊散熱需要的由復(fù)雜銅-鋅合金制成的散熱殼體的制造方法，其經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出具有良好的散熱性能和機(jī)械性能。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種復(fù)雜銅-鋅合金殼體的制造方法，包含以下步驟
1)取材，選擇以下化學(xué)成分重量百分比的原料
Zn: 28 30%,C :O. 02 O. 03% ;
Mn 2. Γ2. 3% ；Si 0. 15^0. 20%,Nb :0. 04、. 06%,Ti :0. 02、. 04%,
V:0. 05、. 09%,Mo :0. Γ0. 4%,
Cr 0. 55、. 65%,Al :0. 06、. 10%
其余為Cu和雜質(zhì)；
2)將上述材料置于5t罩式電阻爐內(nèi)熔煉，在熔煉過程中除氣除渣，從而進(jìn)行高潔凈度精煉；
3)鑄成殼體的鑄型；
4)經(jīng)過24小時(shí)的440°C 460° C的均勻退火處理。本發(fā)明的特點(diǎn)在于，通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)選處復(fù)雜銅-鋅合金的配比，并且與熱處理工藝相結(jié)合，可進(jìn)一步細(xì)化Cu-Zn系合金的晶粒和第二相分布形態(tài)，提高該合金的穩(wěn)定性和強(qiáng)度以及韌性，并且工藝操作與設(shè)備要求簡單。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說明。通過以下步驟制造本發(fā)明的具有特殊散熱需要的由復(fù)雜銅-鋅合金制成的散熱殼體。
實(shí)施例I
1)取材，選擇以下化學(xué)成分重量百分比的原料
Zn: 28%,C :0. 02%;
Mn :2. 1% ；Si :0. 15%,
Nb :0. 04%,Ti :0. 02%, V:0. 05%,Mo :0. 1%，
Cr :0. 55%,Al :0. 06%
其余為Cu和雜質(zhì)；
2)將上述材料置于5t罩式電阻爐內(nèi)熔煉，在熔煉過程中除氣除渣，從而進(jìn)行高潔凈度精煉；
3)鑄成殼體的鑄型；
4)經(jīng)過24小時(shí)的440°C左右的均勻退火處理。
制得的散熱殼體在CMT5105電子萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測試力學(xué)性能，并在MTS材料實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行斷裂韌性實(shí)驗(yàn)。經(jīng)測試，采用本發(fā)明制得的具有特殊散熱需要的由復(fù)雜銅-鋅合金制成的散熱殼體的屈服強(qiáng)度為634MPa，斷裂韌性為936
其晶粒尺寸分布均勻，在具備良好散熱性能的同時(shí)也具有很好的機(jī)械性能。
實(shí)施例2
1)取材，選擇以下化學(xué)成分重量百分比的原料
Zn: 30%,C 0.03%;
Mn 2. 3% ；Si O. 20%,
Nb :0. 06%,Ti O. 04%,
V O. 09%,Mo :0. 4%,
Cr O. 65%,Al O. 10%
其余為Cu和雜質(zhì)；
2)將上述材料置于5t罩式電阻爐內(nèi)熔煉，在熔煉過程中除氣除渣，從而進(jìn)行高潔凈度精煉；
3)鑄成殼體的鑄型；
4)經(jīng)過24小時(shí)的460°C左右的均勻退火處理。制得的散熱殼體在CMT5105電子萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測試力學(xué)性能，并在MTS材料實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行斷裂韌性實(shí)驗(yàn)。經(jīng)測試，采用本發(fā)明制得的具有特殊散熱需要的由復(fù)雜銅-鋅合金制成的散熱殼體的屈服強(qiáng)度為647MPa，斷裂韌性為867 iYmmm^2，其晶粒尺寸分布均勻，在具備良好散熱性能的同時(shí)也具有很好的機(jī)械性能。
權(quán)利要求
1. 一種復(fù)雜銅-鋅合金殼體的制造方法，其特征在于，包含以下步驟 1)取材，選擇以下化學(xué)成分重量百分比的原料 Zn: 28 30%,C :0. 02 0. 03% ; Mn :2. I 2. 3% ；Si :0. 15 0. 20%, Nb :0. 04、. 06%,Ti :0. 02、. 04%, V :0. 05、. 09%,Mo :0. ro. 4%, Cr :0. 55、. 65%,Al :0. 06、. 10% 其余為Cu和雜質(zhì)； 2)將上述材料置于5t罩式電阻爐內(nèi)熔煉，在熔煉過程中除氣除渣，從而進(jìn)行高潔凈度精煉； 3)鑄成殼體的鑄型； 4)經(jīng)過24小時(shí)的440°C 460° C的均勻退火處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)雜銅-鋅合金殼體的制造方法，包含以下步驟1)取材，選擇一定比例的Zn、C、Mn、Si、Nb、Ti、V、Mo、Cr、Al以及Cu；2)將上述材料置于5t罩式電阻爐內(nèi)熔煉，在熔煉過程中除氣除渣，從而進(jìn)行高潔凈度精煉；3)鑄成殼體的鑄型；4)經(jīng)過24小時(shí)的440°C～460°C的均勻退火處理。本發(fā)明的特點(diǎn)在于，通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)選處復(fù)雜銅-鋅合金的配比，并且與熱處理工藝相結(jié)合，可進(jìn)一步細(xì)化Cu-Zn系合金的晶粒和第二相分布形態(tài)，提高該合金的穩(wěn)定性和強(qiáng)度以及韌性，并且工藝操作與設(shè)備要求簡單。
文檔編號C22C9/04GK102796916SQ20121007532
公開日2012年11月28日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者朱湖澤 申請人:朱湖澤