[發明專利]一種易切削鉍鎳銅合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410011604.6
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103757481A
• 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;C22C1/02;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，尤其涉及一種易切削鉍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易切削鉍鎳銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有耐磨性好、韌性好、切削性能好、耐腐蝕的優點。

本發明的技術方案如下：

一種易切削鉍鎳銅合金材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：錳2.2-2.4、硅0.3-0.4、鎳8.5-10.2、Hf0.08-0.12、Bi0.35-0.40、余量為銅。

所述的易切削鉍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1：0.4-0.6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）硅、鉍；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為21-24分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以210-220℃/小時速率升溫至290-310℃，保溫50-60分鐘，再以210-220℃/小時速率升溫至580-590℃，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210-220℃/小時速率升溫至360-380℃，保溫1-2小時；再以240-250℃/小時速率降溫至80-100℃，保溫1-2小時；再以190-200℃/小時速率升溫至330-340℃，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

本發明合金通過添加鉍、硅、Hf、錳等元素，不僅提高了合金的耐磨性、韌性，而且顯著改善了切削性能，節約了切削刀具和切削時間，也提高了耐腐蝕性能，而且無鉛污染；通過合理控制鑄后處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致,合金品質均一。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

一種易切削鉍鎳銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：錳2.2-2.4、硅0.3-0.4、鎳8.5-10.2、Hf0.08-0.12、Bi0.35-0.40、余量為銅。

所述的易切削鉍鎳銅合金材料的生產方法為：

（1）、準備純銅與廢銅按1：0.5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）硅、鉍；（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215℃/小時速率升溫至295℃，保溫55分鐘，再以215℃/小時速率升溫至585℃，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215℃/小時速率升溫至370℃，保溫1.5小時；再以245℃/小時速率降溫至90℃，保溫1.5小時；再以195℃/小時速率升溫至335℃，保溫2.5小時，取出空冷即得。