[發(fā)明專利]一種鎳鉻硅青銅合金材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110376465.3
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102418004A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設計）人: 婁花芬;黃國興;孫飛濤;游金閣;雷雨;楊海麗;孫永輝;盧燕;徐衛(wèi)兵;謝致遙
• 申請（專利權(quán)）人: 中鋁洛陽銅業(yè)有限公司
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 王自剛

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種有色金屬加工領域技術(shù)，特別是一種鎳鉻硅青銅合金材料。

背景技術(shù)

核電站只需消耗很少的核燃料，就可以產(chǎn)生大量的電能，每千瓦時電能的成本比火電站要低20%以上。核電站還可以大大減少燃料的運輸量。例如，一座100萬千瓦的火電站每年耗煤三四百萬噸，而相同功率的核電站每年僅需鈾燃料三四十噸。核電的另一個優(yōu)勢是干凈、無污染，幾乎是零排放，對于發(fā)展迅速環(huán)境壓力較大的中國來說，再合適不過。?

　　中國正在加大能源結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，積極發(fā)展核電、風電、水電等清潔優(yōu)質(zhì)能源已刻不容緩。中國能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主體，清潔優(yōu)質(zhì)能源的比重偏低。?

鎳鉻硅青銅作為核電設備的關鍵材料，用于制作各個關鍵部件，要求使用各種高強高導銅合金，其壽命決定著核電設備的安全運行，隨著核電設備國產(chǎn)化的要求，相關銅合金的研制開發(fā)顯得日益緊迫，目前此材料均為國外進口。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鎳鉻硅青銅合金材料，可以提供核電用鎳鉻硅青銅合金棒材或管材或型材的合金，以銅為基通過添加鎳、硅、鉻等元素，達到高強、長壽命目的，滿足核電用材料要求；打破國外技術(shù)壟斷，增加國內(nèi)企業(yè)技術(shù)水平。

為了實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種鎳鉻硅青銅合金材料，合金的化學成分質(zhì)量組成為：鎳：1.60~2.5%、硅：0.5~0.8%、鉻：0.10~0.3%、銅為余量，不可避免的雜質(zhì)總和≤0.25%；雜質(zhì)中：鐵：≤0.05%、錳：≤0.05%、鉛：≤0.01%、鋅：≤0.05%、錫：≤0.02%、鋁：≤0.01%、磷：≤0.005%、鎂：≤0.05%；各組份之和為百分之百。

各添加元素在合金中的作用：

添加鎳：鎳在銅中無限互溶形成連續(xù)固溶體，銅-鎳合金具有好的耐蝕性、電學性能和中等強度、高塑性，能夠冷熱態(tài)壓力加工；若含量高于上限則增加生產(chǎn)成本，低于下限則起不到添加效果。

添加硅：硅在銅中室溫溶解度為2%，其沉淀強化效果很微弱，硅能提高銅的硬度和強度，不降低其加工塑性。硅青銅具有力學性能高、耐蝕、耐磨、焊接性能好、可冷熱態(tài)壓力加工等特性；若高于上限則降低合計綜合性能，低于下限則起不到添加作用。

添加鉻：鉻少量固溶于銅，能細化銅的晶粒，減弱易熔雜質(zhì)的有害影響，改善銅的高溫塑性。鉻對銅的導電性和導熱性降低較少，含少量鉻的銅合金是良好的電工材料；若高于上限則大大增加工藝難度，若低于下限則起不到添加效果。

采用的加工工藝為：配料→熔鑄→鋸切→加熱→水封擠壓→拉伸→退火→拉伸→成品時效退火→包裝入庫；其關鍵在于：配料工藝，材料加工工藝分述如下：

配料：依據(jù)配方質(zhì)量配比要求進行銅合金成分配料：鎳：1.60~2.5%、硅：0.5~0.8%、鉻：0.10~0.3%、銅：余量、及不可避免的雜質(zhì)總和：≤0.25%；其中雜質(zhì)總和中：鐵：≤0.05%、錳：≤0.05%、鉛：≤0.01%、鋅：≤0.05%、錫：≤0.02%、鋁：≤0.01%、磷：≤0.005%、鎂：≤0.05%；各組份之和為百分之百；

熔鑄：采用中頻感應電爐進行熔煉，加料順序為電銅+?Ni+Si+?Cr+舊料，采用木炭覆蓋，熔煉出爐溫度為1250～1350℃，Ni、Si、Cr投爐前要復稱，其中Cr為純金屬添加；鑄造采用煙灰覆蓋半連續(xù)紅錠鑄造，鑄造速度30～40?mm/min，一次水壓力為20～60?Kpa，二次水流量為20～40升/分鐘；

鋸切：采用鋸床對鑄錠進行頭尾鋸切；

加熱：采用加熱爐對鋸切后的鑄錠進行加熱，加熱溫度：870～920℃、加熱時間：1.5～2.5小時；

水封擠壓：采用油壓機及配套的擠壓模具對加熱后的鑄錠進行水封擠壓，擠壓速度：20～40mm/s、擠壓比：10～23、水封擠壓溫度：850～900℃；

拉伸：采用拉伸機對水封擠壓后的棒材或管材或型材等坯料進行拉伸，拉伸速度：4～15m/min、拉伸系數(shù)：1.18～1.26、拉伸道次：8～14次；

退火：采用退火爐對拉伸后的棒材或管材或型材等坯料進行中間退火，退火溫度：500～600℃、退火時間：1.5～3小時；

拉伸：采用拉伸機對退火后的棒材或管材或型材等坯料進行最后道次的拉伸至成品規(guī)格，拉伸速度：4～15m/min、拉伸系數(shù)：1.16～1.25；

成品時效退火：采用退火爐對各種拉伸成品進行成品時效退火，退火溫度：400～500℃、退火時間：2～4小時；