一種高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：鎳1.6-2.5、鑭0.06-0.15、V0.05-0.07、Zr0.06-0.09、Bi0.5-0.8、余量為銅。本發(fā)明合金通過添加鑭，提高了銅合金的切削性能和導(dǎo)電性；通過合理控制鑄后處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致,提高了強(qiáng)度，合金品質(zhì)均一。本發(fā)明銅合金還具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，無毒環(huán)保，可替代鈹銅合金。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【專利說明】一種高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬合金材料的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅因其良好的導(dǎo)電性，可塑性，耐腐蝕性，應(yīng)用非常廣泛。在銅合金中添加鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等元素，可以改善銅的性能，用于不同的場所。目前我國現(xiàn)有的銅合金仍存在一些問題，如合金內(nèi)含有大量雜質(zhì)元素，高溫疲勞性差、高溫強(qiáng)度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數(shù)大，使用壽命短；導(dǎo)電性差，浪費(fèi)電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質(zhì)量重，施工困難；還不能滿足市場要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有高強(qiáng)度、導(dǎo)電性好、切削性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為 M 1.6-2.5、鑭 0.06-0.15、V0.05-0.07、Zr0.06-0.09、B1.5-0.8、余量為銅。
[0005]所述的高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.3-0.7比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(1)鎳、V; (2)鑭、Zr ; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-26分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以210_220°C /小時(shí)速率升溫至250_260°C，保溫50-60分鐘，再以210-220°C /小時(shí)速率升溫至590-61 (TC，保溫2-3小時(shí)；再以250_260°C /小時(shí)速率降溫至90-110°C，保溫1-2小時(shí)；再以210-220°C /小時(shí)速率升溫至350-360°C，保溫1-2小時(shí)；再以250-260°C /小時(shí)速率降溫至100-120°C ;再以200-210°C /小時(shí)速率升溫至270-290°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:二氧化硅8-12、凹凸棒土 8-12、蛭石5-8、凹凸棒土 8-10、麥飯石3-4、樹木灰燼1-2、氯化鉀5_8、氟化鈣3_5、硝酸鈉3_5 ；其制備方法是將二氧化娃、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麥飯石、樹木灰焊混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明合金通過添加鑭，提高了銅合金的切削性能和導(dǎo)電性；通過合理控制鑄后處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致，提高了強(qiáng)度，合金品質(zhì)均一。本發(fā)明銅合金還具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，無毒環(huán)保，可替代鈹銅合金。本發(fā)明精煉劑用于鑄
造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:鎳
1.6-2.5、鑭 0.06-0.15、V0.05-0.07、Zr0.06-0.09、B1.5-0.8、余量為銅。
[0010]所述的高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料的生產(chǎn)方法為:
(1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.5比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(1)鎳、V; (2)鑭、Zr ; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為24分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以215°C /小時(shí)速率升溫至255°C，保溫55分鐘，再以215°C /小時(shí)速率升溫至595°C，保溫2.5小時(shí)；再以255°C /小時(shí)速率降溫至95°C，保溫1.5小時(shí)；再以215°C /小時(shí)速率升溫至355°C，保溫1.5小時(shí)；再以255°C /小時(shí)速率降溫至110°C ;再以205°C /小時(shí)速率升溫至280°C，保溫2.5小時(shí)，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:二氧化硅8、凹凸棒土 8、蛭石8、凹凸棒土 8、麥飯石3、樹木灰燼1、氯化鉀8、氟化鈣5、硝酸鈉5 ;其制備方法是將二氧化娃、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麥飯石、樹木灰焊混合,加熱至2600-3000°C,攪拌1-2小時(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0013]本實(shí)施例高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料，抗拉強(qiáng)度6 b為623Mpa，屈服強(qiáng)度555MPa，硬度值HB為147，切削加工性能72% (以HPb63-3為100%相比較)，導(dǎo)電率%IACS60,軟化溫度 596°C，20°C延伸率 14.5%。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為 M 1.6-2.5、鑭 0.06-0.15、V0.05-0.07、Zr0.06-0.09、B1.5-0.8、余量為銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.3-0.7比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(1)鎳、V; (2)鑭、Zr ;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-26分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以210-220°C /小時(shí)速率升溫至250-260°C，保溫50-60分鐘，再以210-220°C /小時(shí)速率升溫至590-610°C，保溫2_3小時(shí)；再以250_260°C /小時(shí)速率降溫至90-110°C，保溫1-2小時(shí)；再以210-220°C /小時(shí)速率升溫至350_360°C，保溫1_2小時(shí)；再以250-260°C /小時(shí)速率降溫至100-120°C ;再以200-210°C /小時(shí)速率升溫至270-290°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)高導(dǎo)易切削銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:二氧化硅8-12、凹凸棒土 8-12、蛭石5-8、凹凸棒土8-10、麥飯石3-4、樹木灰燼1-2、氯化鉀5-8、氟化鈣3_5、硝酸鈉3_5 ;其制備方法是將二氧化娃、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麥飯石、樹木灰焊混合，加熱至2600-3000°C,攪拌1-2小時(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合 均勻即得。
【文檔編號】C22C9/06GK104032181SQ201410197394
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】陳大軍 申請人:蚌埠市宏威濾清器有限公司