[發明專利]一種航空航天用納米改性銅合金棒及其制備方法

有效

• 申請號: 201210123793.7
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102628117A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 陸海榮;孫飛
• 申請（專利權）人: 蘇州天兼金屬新材料有限公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C9/06;C22F1/08
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 賀小明

技術領域

本發明涉及冶金領域，特別涉及一種航空航天用納米改性銅合金棒及其制備方法。

背景技術

QSn6.5-0.1低硬度錫磷青銅是航空航天技術領域所用的重要材料之一，其化學組分為：6.0％～7.0％錫、≤0.02％鉛、0.10％～0.25％磷、≤0.002％鋁、≤0.05％鐵、≤0.002％硅、≤0.002％銻、≤0.002％鉍、以及其他雜質。QSn6.5-0.1低硬度錫磷青銅具有高的強度、彈性、耐磨性和抗磁性，在熱態和冷態下壓力加工性良好，對電火花有較高的抗燃性，可焊接和釬焊，可切削性良好，在大氣、淡水中耐蝕等良好性能，因此主要用于制作航空航天領域所需的彈簧和導電性好的彈簧接觸片、耐磨零件和抗磁零件，如齒輪、電刷盒、振動片、接觸器等等，但是在其生產過程中，生產工藝中的擠壓工序往往會導致棒材產生開裂等缺陷，造成產品的成品率較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種不僅具有傳統的QSn6.5-0.1錫磷青銅棒的滿足使用要求的各種性能，可以取代QSn6.5-0.1應用在航空航天技術領域中，而且在生產工序中的擠壓工序中棒材不產生或者很少產生開裂等缺陷的航空航天用納米改性銅合金棒及其制備方法。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種航空航天用納米改性銅合金棒，由以下組分組成：占銅合金棒總質量的0.5-1.5％的碳，占銅合金棒總質量的1-5％的鎳，占銅合金棒總質量的1-3％的氧化鈦，余量為銅。

進一步地，所述碳的粒徑＜70μm。

進一步地，所述鎳的粒徑為40～60nm。

進一步地，所述氧化鈦的粒徑為20～40nm。

進一步地，所述銅的粒徑＜70μm。

一種航空航天用納米改性銅合金棒的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：按照配比分別將碳、鎳、氧化鈦、銅的粉末顆粒放入球磨機中進行撞擊、研磨和攪拌，以獲得組織和成分均勻的合金粉末；

步驟二：將步驟一得到的合金粉末加熱至1450～1550℃，待完全熔化后將液態合金保溫至1530℃；

步驟三：將完全熔化的液態合金充分攪拌，然后在液態合金上覆蓋以防止其氧化的石墨粉；

步驟四：進行鑄造操作，得到合金錠；

步驟五：將步驟四得到的合金錠置入真空退火爐中退火，然后將退火后的合金錠從真空退火爐中取出并置于空氣中自然冷卻；

步驟六：將合金錠擠壓為合金棒，并通過制頭拉伸、應力退火、以及兩頭切凈將合金棒制成成品規格的合金棒。

進一步地，所述步驟三中在液態合金上覆蓋的石墨粉的厚度為10～12mm。

進一步地，所述步驟四中的鑄造操作具體為水平連續振動鑄造法。

進一步地，所述步驟五中的退火溫度為410～460℃，退火時間為5～6小時。

進一步地，所述步驟六中的應力退火的溫度為350～380℃。

本發明由于采用以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明采用了一種新的由碳、鎳、氧化鈦以及銅的配比制成的納米改性銅合金棒，該銅合金棒的抗拉強度為800～950MPa，延伸率為8％，硬度為220HB，因此本發明所述的銅合金棒不僅具有傳統的QSn6.5-0.1錫磷青銅棒的各種性能，其完全可以取代傳統的QSn6.5-0.1錫磷青銅棒，而且本發明大大降低了銅合金棒在擠壓工序中容易出現裂紋缺陷的幾率，極大地提高了銅合金棒的成品合格率。2、本發明的制作銅合金棒所用原料的粒徑分別為：碳的粒徑＜70μm、鎳的粒徑為40～60nm、氧化鈦的粒徑為20～40nm、銅的粒徑＜70μm，并將上述粉末顆粒置入球磨機中進行撞擊、研磨和攪拌，則制得的銅合金棒不僅組織成分均勻，而且其元素的晶粒細小，制出的銅合金棒為納米改性銅合金棒，其性能穩定且內部缺陷少。因此本發明制得的航空航天用納米改性銅合金棒成品率高、性能穩定且內部缺陷少，可以廣泛應用于銅合金棒的制造中，該銅合金棒可以廣泛應用于航空航天領域中。

附圖說明

圖1是本發明的航空航天用納米改性銅合金棒的制備方法流程圖。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步說明，但并非限制本發明的應用范圍。

實施例1

航空航天用納米改性銅合金棒，其組分為：0.5％(重量百分比)的碳，粒度為40μm；1％(重量百分比)的鎳，粒度為40nm；1％(重量百分比)的氧化鈦，粒度20nm；余量為銅，粒度為40μm。

如圖1所示，上述納米改性銅合金棒通過以下步驟制備得到：