[發明專利]一種高強高導易切削銅合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410197394.4
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN104032181A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 陳大軍
• 申請（專利權）人: 蚌埠市宏威濾清器有限公司
• 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: 方崢

技術領域

本發明涉及金屬合金材料的制造領域，尤其涉及一種高強高導易切削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高強高導易切削銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有高強度、導電性好、切削性好的優點。

本發明的技術方案如下：

一種高強高導易切削銅合金材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鎳1.6-2.5、鑭0.06-0.15、V0.05-0.07、Zr0.06-0.09、Bi0.5-0.8、余量為銅。

所述的高強高導易切削銅合金材料的生產方法，其特征在于：

（1）、準備純銅與廢銅按1：0.3-0.7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、V；（2）鑭、Zr；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-26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250-260℃，保溫50-60分鐘，再以210-220℃/小時速率升溫至590-610℃，保溫2-3小時；再以250-260℃/小時速率降溫至90-110℃，保溫1-2小時；再以210-220℃/小時速率升溫至350-360℃，保溫1-2小時；再以250-260℃/小時速率降溫至100-120℃；再以200-210℃/小時速率升溫至270-290℃，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8-12、凹凸棒土8-12、蛭石5-8、凹凸棒土8-10、麥飯石3-4、樹木灰燼1-2、氯化鉀5-8、氟化鈣3-5、硝酸鈉3-5；其制備方法是將二氧化硅、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麥飯石、樹木灰燼混合，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鑭，提高了銅合金的切削性能和導電性；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,提高了強度，合金品質均一。本發明銅合金還具有優異的耐腐蝕性能，無毒環保，可替代鈹銅合金。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

一種高強高導易切削銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鎳1.6-2.5、鑭0.06-0.15、V0.05-0.07、Zr0.06-0.09、Bi0.5-0.8、余量為銅。

所述的高強高導易切削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、V；（2）鑭、Zr；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為24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255℃，保溫55分鐘，再以215℃/小時速率升溫至595℃，保溫2.5小時；再以255℃/小時速率降溫至95℃，保溫1.5小時；再以215℃/小時速率升溫至355℃，保溫1.5小時；再以255℃/小時速率降溫至110℃；再以205℃/小時速率升溫至280℃，保溫2.5小時，取出空冷即得。