本發(fā)明涉及一種材料的強韌化處理方法，屬于材料熱處理領域，具體為一種針對銅及銅合金及其制品，通過靜磁場和深冷場相耦合的方式來提高其強韌性的處理方法。
背景技術(shù)：
：深冷處理具有穩(wěn)定材料尺寸、改善均勻性、減小變形、無污染、成本低等特點，在材料的改性中已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，但是國內(nèi)目前大多是將深冷工藝用于鋼鐵材料，這對改善高速鋼、軸承鋼、模具鋼等材料的耐磨性、硬度、尺寸穩(wěn)定性等性能具有顯著的作用；磁場處理在金屬材料中的應用目前主要集中在冶煉過程中，利用磁場能夠使金屬在凝固過程中發(fā)生擇優(yōu)取向和晶粒細化的特點來提高一些合金的使用性能；將磁場和深冷相結(jié)合，對現(xiàn)有金屬材料進行改性的研究尚處于萌芽階段。銅及銅合金具有化學性能穩(wěn)定、優(yōu)異的耐蝕性、良好的力學性能而被廣泛應用與國防、建筑、交通等領域；但是在冶煉和軋制過程中存在一些有害的析出相和缺陷，使得銅及同合金的強韌性受到極大的影響；組織細化、減少缺陷是提高銅及銅合金強韌性的最有效的途徑之一；經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有提高銅及銅合金強韌性的中國專利有：銅合金的制造方法及銅合金CN201480031814.X，銅合金及其制備方法CN201210563839.7和銅合金及其制備方法CN201080037901.8等；他們所采用的方法主要采用添加合金元素、形變處理、熱處理等，這些方法都存在生產(chǎn)成本偏高、材料化學組分和組織不均勻、偏析傾向大等不可避免的缺點；綜上所述，亟需一種新的材料處理方法來提高現(xiàn)有銅及銅合金強韌性，以緩解性能需求與生產(chǎn)成本之間的矛盾。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對目前銅及銅合金制品強韌化處理存在的問題，提出一種針對精密加工后的銅及銅合金制品進行強韌化處理的方法；不影響合金成分、制品尺寸及結(jié)構(gòu)、不需要二次精整加工的前提下，提高銅及銅合金的強韌性。本發(fā)明的目的技術(shù)方案是：本發(fā)明提出一種提高銅及銅合金強韌性的靜磁場深冷處理方法，其特征在于：對銅及銅合金進行在靜磁場條件下的深冷處理，待深冷處理結(jié)束之后取出銅合金制品，在室溫條件下回溫，進行自然時效。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的一種提高銅及銅合金強韌性的靜磁場深冷處理方法，包括：1)對加工成形后的純銅或銅合金制品表面進行精整、清污、打磨拋光處理，以提高靜磁場深冷處理的效率。2)將待處理制品安裝在試樣夾上，并置于強磁體之間，強磁體的表面磁場強度為0.1～2T；然后將組裝好的試樣夾和強磁體放入深冷箱中進行深冷處理；當銅或銅合金制品的厚度小于等于10mm，即屬于輕薄件時，可選用磁場強度0.1～1T的強磁體；當銅或銅合金制品的厚度大于10mm，屬于厚重件時，須選用磁場強度大于1T并小于等于2T的強磁體，因為對于厚重件若選用的強磁體磁場強度偏小，會使銅或銅合金制品內(nèi)存在明顯的磁場梯度，這會影響磁場的作用效果，從而影響銅或銅合金制品的性能最大提升。3)深冷處理時通過計算機調(diào)控降溫速率，降溫速率為0.1～30℃/min；當銅或銅合金制品的厚度小于等于10mm，屬于輕薄件時，降溫速率取15～30℃/min；當銅或銅合金制品的厚度大于10mm，屬于厚重件時，降溫速率取大于等于0.1℃/min并小于15.0℃/min；降溫速率過大時會使銅或銅合金制品出現(xiàn)較高的溫度梯度，對銅或銅合金制品性能的提高具有不利的影響。4)溫度降低到液氮溫度之后，進行深冷保溫；深冷保溫時間為1～60h；當銅或銅合金制品的厚度小于等于10mm，屬于輕薄件時，深冷保溫時間取1～30h；當銅或銅合金制品的厚度大于10mm，屬于厚重件時，深冷保溫時間大于30h并小于等于60h；因為對于輕薄件而言，深冷保溫時間超過一定時間之后其性能提高不明顯；而對于厚重件而言，若深冷保溫時間過短，會出現(xiàn)晶粒細化程度低、有害析出相轉(zhuǎn)化率低的現(xiàn)象，從而影響了銅或銅合金制品性能的最大化。5)深冷處理完成后，將強磁體和銅合金制品的組合部分從深冷箱中取出，并在室溫條件下回溫，進行自然時效，恢復到室溫即可。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和效果：(1)本發(fā)明的方法適用于精密加工后的銅及銅合金制品進行強韌化處理，不影響金屬成分、不影響制品尺寸、不破會制品的表層及結(jié)構(gòu)、不需要二次精整加工，比現(xiàn)有的化學鍍、沉積及機械加工變形強化具有突出的優(yōu)勢。(2)處理過程中所采用的液氮和靜磁場即不污染損害所處理的金屬制品，又不污染環(huán)境，不影響操作人員健康，整個處理過程能耗低；因此，本發(fā)明屬于一種綠色環(huán)保的新型材料加工處理方法。(3)本發(fā)明所采用的處理方法能夠起到細化晶粒、降低有害析出相、均勻組織的作用，從而可以提高現(xiàn)有廉價但是低性能銅合金及其制品的強韌性，進一步挖掘現(xiàn)有銅合金的性能潛力，降低生產(chǎn)成本，具有較高的市場經(jīng)濟效益。附圖說明圖1為實施本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。1；深冷箱；2；強磁體；3；強磁體；4；試樣夾；5；計算機；6；液氮罐。具體實施方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的闡述；實施例僅用于說明本發(fā)明，而不是以任何方式來限制本發(fā)明。強磁體選用N52型釹鐵硼強磁鐵，試樣夾厚度為2mm；深冷處理工藝采用中國科學院理化技術(shù)研究所研制的SLX程序控制深冷處理系統(tǒng)進行的，深冷系統(tǒng)由深冷箱、控制箱、液氮罐、液氮泵及真空輸液管、計算機及控制軟件組成；工作時，將工件置入深冷箱內(nèi)，在計算機或控制箱上編制工藝程序后，系統(tǒng)自動運行，程序運行結(jié)束后系統(tǒng)自動停止；整個運行無需人工干預，操作方便，使用可靠；該系統(tǒng)溫度控制范圍：-196℃～室溫；降溫速率：0.1～30℃/min；拉伸設備為長春機械廠生產(chǎn)的DNS10型電子萬能試驗機，拉伸速率設定1mm/min。實例1鋁青銅的靜磁場深冷處理本實施采用的鋁青銅合金的成分如表1，試樣采用線切割的方式加工成45mm×5mm×2mm的輕薄板材拉伸樣，實施例參數(shù)及結(jié)果如表2所示。表1鋁青銅合金成份元素AlZnMnFePbSiCu含量(％)8.0-10.00-1.00-0.52.0-4.00-0.010-0.1余量表2鋁青銅靜磁場深冷處理測試結(jié)果從表2中可以看出，通過靜磁場下深冷處理，可以使鋁青銅的強韌性得到明顯的提高；抗拉強度提高2.6％～7.1％，延伸率提高11.6％～44.2％。實例2鋁黃銅的靜磁場深冷處理本實施采用的鋁青銅合金的成分如表3，試樣采用線切割的方式加工成45mm×20mm×20mm的厚重板材試樣，實施例參數(shù)及結(jié)果如表4所示。表3鋁黃銅合金成份元素CuSnMnAlFePbZn含量(％)64.0-68.00-0.21.5-2.56.0-7.02.0-4.00-0.5余量表4鋁黃銅靜磁場深冷處理測試結(jié)果從表4中可以看出，通過靜磁場下深冷處理，可以使鋁黃銅的強韌性得到明顯的提高；抗拉強度提高4.6％～8.1％，延伸率提高10.6％～46.8％。當前第1頁1 2 3