[發(fā)明專利]一種高強高導(dǎo)電易切削銅合金材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310053565.1
• 申請日: 2013-02-19
• 公開（公告）號: CN103074518A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯龍超;侯仁義;馮春發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 四川鑫炬礦業(yè)資源開發(fā)股份有限公司
• 主分類號: C22C9/08
• 分類號: C22C9/08;C22C9/06;C22C1/03;C22F1/08
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 鄧?yán)^軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉涉及一種高強高導(dǎo)電易切削銅合金材料及其制備方法。屬于合金材料的制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著人類社會的不斷發(fā)展，科技日新月異，大量的高新精密設(shè)備儀器對其所使用的零部件提出了極高的要求，尤其是在使用強度，電導(dǎo)率及切削性方面。高的使用強度，決定了材料的耐磨性及機械使用壽命，電導(dǎo)率決定了材料在作為零部件時對電信號的傳導(dǎo)性能及散熱性。電導(dǎo)率越高，對電信號衰減作用越小，散熱性能越好；切削性，決定了材料是否可以進(jìn)行精密加工，在當(dāng)今設(shè)備小型化，設(shè)備制造自動化的大趨勢下，材料是否可以進(jìn)行精密加工便顯得非常重要。

滿足上述要求的銅合金材料，廣泛應(yīng)用于電子接插件、航空連接器、耐磨零部件等領(lǐng)域。傳統(tǒng)意義上，人們使用鈹銅材料作為主要制備材料，國內(nèi)牌號主要有QBe2，QBe1.7，QBe1.9。鈹銅材料的使用強度，可達(dá)到1000MPa以上，但是其導(dǎo)電率低下，通常不足20%，切削性不佳，與HPb63-3相比不足20%。同時，由于鈹元素為稀缺元素，鈹?shù)难趸镉袆《荆虼巳蹮拑H能采用真空熔煉，技術(shù)復(fù)雜，危害性大且成本高昂。

為進(jìn)行產(chǎn)品升級，技術(shù)換代，國家在十二五發(fā)展規(guī)劃中明確提出了研發(fā)新興高強高導(dǎo)無毒銅合金材料以取代鈹銅材料的要求，筆者及所在的四川鑫炬礦業(yè)資源開發(fā)股份有限公司積極相應(yīng)號召，以四川所特有的稀土資源為依托，開發(fā)出了擁有完全自助知識產(chǎn)權(quán)的高強高導(dǎo)易切削銅合金材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供高導(dǎo)電易切削銅合金材料及其制備方法。其特點是以工業(yè)純銅為基體，添加適量的Pb、Ni、P、R（稀土元素），制備多元銅合金材料，以滿足應(yīng)用行業(yè)對高強高導(dǎo)易切削銅合金材料的需求。其中合金元素鎳在其中與銅行程連續(xù)固溶體，極大地增加了合金材料的強度，合金元素鉛為顆粒狀分布于晶界上，潤滑晶界增加其切削性能，合金元素稀土則進(jìn)一步細(xì)化晶粒，強化晶界，使合金材料整體性能得到極大提升該銅合金的制備方法包括熔煉，擠壓，清洗，冷加工與退火等加工步驟，具有簡單易行、節(jié)約成本、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為質(zhì)量份數(shù)。

高強高導(dǎo)電易切削銅合金材料的化學(xué)成分按重量百分比計為：

R為微量元素鑭或鈰中的一種或二種。

高強高導(dǎo)電易切削銅合金材料的制備方法包括以下步驟：

（1）熔煉

將鉛0.6～1.5?wt%，鎳0.6～1.5?wt%及余量銅，加入熔煉爐中，在木炭保護(hù)條件下，升溫至1100～1300℃，使所有組分熔融形成合金熔液，待熔液澄清后，加入CuP14中間合金0.1～0.5?wt%及微量元素鑭或鈰0.01～0.05?wt%，保溫15～20min，用水冷澆鑄成錠，得到的鑄錠表面必須光滑，無氣孔，無夾雜，無肉眼可見缺陷；

（2）擠壓

將上述熔煉的銅合金鑄錠，經(jīng)車削定徑后放入加熱爐中，加熱至溫度為750～850℃，保溫0.5～1h，再將鑄錠取出，置入臥式擠壓機內(nèi)進(jìn)行擠壓變形加工，得到各類型材的擠壓坯；

（3）清洗

將上述擠壓坯置于濃度為15～20%的硫酸槽內(nèi)酸洗，洗去表面上的氧化層，該銅合金表面應(yīng)呈淡紅色，類似于普通純銅表面；

（4）冷拉加工與退火

為得到一定強度的銅合金材料，必須將上述清洗后的擠壓坯進(jìn)行冷拉加工，進(jìn)行冷拉加工前的擠壓坯與冷拉加工后的冷拉型材之間的變形量不低于60%，由于冷拉變形量較大，因此每進(jìn)行一次20%～30%冷拉變形后，再進(jìn)行一次退火處理，退火溫度600℃～700℃，保溫時間15～20min；

（5）退火與矯直

將上述冷拉變形后的型材置于退火爐內(nèi)，于溫度200～300℃退火去應(yīng)力；然后在矯直設(shè)備上進(jìn)行矯直處理；.

（6）樣品檢測，成品包裝入庫

樣品進(jìn)行物理性能和機械加工性能檢測，成品包裝入庫。

所述熔煉爐為中頻爐、半連續(xù)工頻爐或水平連鑄爐中的任一種。

所述擠壓加熱為中頻感應(yīng)加熱、電阻絲加熱、燃油加熱或燃?xì)饧訜嶂械娜我环N。

性能測試

1、化學(xué)成分檢測采用GB/T?5121（所有部分）對銅及銅合金化學(xué)分析方法

2、導(dǎo)電率檢測采用YS/T?478-2005?對銅及銅合金導(dǎo)電率渦流檢測方法

3、洛氏硬度檢測采用GB/T?23?1-2002對金屬洛氏硬度試驗（試驗方法）