[發明專利]一種環保易切削鎳銅合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410011351.2
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103757478A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 丁健;倪受春;林其斌;葛浩;夏巖磊;楊玭
• 申請（專利權）人: 滁州學院
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C1/06;C22F1/08
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及金屬合金材料的制造領域，尤其涉及一種環保易切削鎳銅合金材料及其制備方法。

背景技術

銅因其良好的導電性，可塑性，耐腐蝕性，應用非常廣泛。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。目前我國現有的銅合金仍存在一些問題，如合金內含有大量雜質元素，高溫疲勞性差、高溫強度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數大，使用壽命短；導電性差，浪費電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質量重，施工困難；還不能滿足市場要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種環保易切削鎳銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有高強度、切削性能優異、導電性能良好的優點。

本發明的技術方案如下：

一種環保易切削鎳銅合金材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鐵0.3-0.4、錳1.9-2.2、硅0.2-0.4、鎳35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、余量為銅。

所述的環保易切削鎳銅合金材料的生產方法，其特征在于：

（1）、準備純銅與廢銅按1：0.3-0.5比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學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投入合金元素的批次順序為：（1）鎳；（2）鐵、錳；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-23分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以230-240℃/小時速率升溫至300-320℃，保溫50-60分鐘，再以250-260℃/小時速率升溫至570-590℃，保溫1-2小時；再以270-280℃/小時速率降溫至340-350℃，保溫30-50分鐘，再以240-250℃/小時速率降溫至80-100℃，保溫1-2小時；再以230-240℃/小時速率升溫至340-350℃，保溫1-2小時；再以250-260℃/小時速率降溫至100-120℃，保溫1-2小時；再以170-190℃/小時速率升溫至290-300℃，保溫2-3小時，取出空冷即得。

所述的精煉劑由下列重量份的原料制成：二氧化硅35-40、三氧化二鋁10-15、凹凸棒土5-10、蛭石5-8、樹木灰燼1-2、海泡石粉3-4、蛭石粉1-2、蒙脫石粉2-3、剛玉粉1-2、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、氟化鈣2-3、碳酸鈉3-4、氟硅酸鈉4-5；其制備方法是將二氧化硅、三氧化二鋁、凹凸棒土、蛭石、樹木灰燼、海泡石粉、蛭石粉、蒙脫石粉、剛玉粉、玉石粉、蒙脫石混合，加熱至2600-3000℃，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。

本發明的有益效果

本發明鎳銅合金具有高的強度，綜合力學性能優異，還具有優良的導電性能良好的切削性能，降低切削力與切削溫度,明顯提高刀具壽命,降低工件的表面粗糙度,改善切屑處理性；本發明精煉劑用于鑄造生產，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。

具體實施方式

一種環保易切削鎳銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鐵0.3-0.4、錳1.9-2.2、硅0.2-0.4、鎳35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、余量為銅。

所述的環保易切削鎳銅合金材料的生產方法為：

（1）、準備純銅與廢銅按1：0.4比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學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投入合金元素的批次順序為：（1）鎳；（2）鐵、錳；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以235℃/小時速率升溫至310℃，保溫55分鐘，再以255℃/小時速率升溫至580℃，保溫1.5小時；再以275℃/小時速率降溫至345℃，保溫40分鐘，再以245℃/小時速率降溫至90℃，保溫1.5小時；再以235℃/小時速率升溫至345℃，保溫1.5小時；再以255℃/小時速率降溫至110℃，保溫1.5小時；再以180℃/小時速率升溫至296℃，保溫2.5小時，取出空冷即得。