[發(fā)明專利]一種易切削銅合金材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410197556.4
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN104032184A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳大軍
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 方崢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬合金材料的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種易切削銅合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

銅因其良好的導(dǎo)電性，可塑性，耐腐蝕性，應(yīng)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(xiàn)有的銅合金仍存在一些問題，如合金內(nèi)含有大量雜質(zhì)元素，高溫疲勞性差、高溫強(qiáng)度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數(shù)大，使用壽命短；導(dǎo)電性差，浪費(fèi)電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質(zhì)量重，施工困難；還不能滿足市場要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種易切削銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有切削性好、熱加工性能好、導(dǎo)電性好的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種易切削銅合金材料，其特征在于：其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：鈦3.25-3.5、鋁0.6-0.8、釩0.06-0.09、鉍0.03-0.05、鎳7-8、Hf0.08-0.12、Sc0.04-0.07、余量為銅。

所述的易切削銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于：

（1）、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1：0.3-0.6比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)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(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)椋海?）鎳；（2）鈦、鋁、Hf；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以250-260℃/小時(shí)速率升溫至280-290℃，保溫50-60分鐘，再以250-260℃/小時(shí)速率升溫至600-610℃，保溫1-2小時(shí)；再以250-260℃/小時(shí)速率降溫至100-110℃，保溫1-2小時(shí)；再以220-230℃/小時(shí)速率升溫至370-380℃，保溫1-2小時(shí)；再以250-260℃/小時(shí)速率降溫至100-110℃，保溫1-2小時(shí)；再以200-210℃/小時(shí)速率升溫至300-320℃，保溫2-3小時(shí)，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(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明合金通過添加鈦、Sc、Hf等元素增加了切削性能，保證了優(yōu)異的導(dǎo)電性能，通過添加鋁、釩，保證了合金具有良好的抗拉強(qiáng)度和熱加工性能，且無毒無害；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(zhì)均一。本發(fā)明銅合金適用于制作精密電工儀器﹑變阻器﹑精密電阻﹑應(yīng)變片﹑熱電偶等。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，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(shí)施方式

一種易切削銅合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：鈦3.25-3.5、鋁0.6-0.8、釩0.06-0.09、鉍0.03-0.05、鎳7-8、Hf0.08-0.12、Sc0.04-0.07、余量為銅。

所述的易切削銅合金材料的生產(chǎn)方法如下：

（1）、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1：0.5比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)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(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)椋海?）鎳；（2）鈦、鋁、Hf；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為23分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以255℃/小時(shí)速率升溫至285℃，保溫55分鐘，再以255℃/小時(shí)速率升溫至605℃，保溫1.5小時(shí)；再以255℃/小時(shí)速率降溫至105℃，保溫1.5小時(shí)；再以225℃/小時(shí)速率升溫至375℃，保溫1.5小時(shí)；再以255℃/小時(shí)速率降溫至105℃，保溫1.5小時(shí)；再以205℃/小時(shí)速率升溫至310℃，保溫2.5小時(shí)，取出空冷即得。