[發明專利]一種銅合金及制備方法

無效

• 申請號: 201410591490.7
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104328307A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 王健英
• 申請（專利權）人: 王健英
• 主分類號: C22C9/05
• 分類號: C22C9/05;C22C30/04;C22C1/02;C22C1/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于材料領域，特別是指一種銅合金及制備方法。

背景技術

銅及銅合金，由于其具有良好的耐蝕性、導電性、導熱性及無磁性等性能，被廣泛應用于各種電氣工程、發電機、電動機等領域，已經成為現代工業的重要材料之一。

但普通的銅及銅合金也存在明顯的缺陷，就是力學性能不佳。為了克服這一缺陷，現有技術提出在純銅中加入適量的鎳、錳、鐵元素形成新型的銅合金，這樣的銅合金有著優良的力學性能，并在耐高溫方面的性能也表現較好。但現使用的銅鎳錳鐵合金的組織中晶粒不均勻，在有高的力學性能及高溫工作時容易發生組織改變。

現也有技術提出了一種銅鎳錳鐵合金，能夠解決這類合金中料晶粗細不均勻問題，并能夠在高溫下保持組織的穩定性，在該技術方案中是采用按質量百分比計算為：19％-21％的鎳、20％-22％的錳、4％-5％的鐵、0％-1.5％的鈦及余量的銅。這樣的材料組成生產的銅合金的晶粒均勻方面要好的很多，但為了增加銅合金的強度，加入了金屬鐵，因為鐵與銅之間的融合性差，在組織內部容易出現界層現象，并因為在實際生產中，鐵中均含有一定的碳元素，并在鈦的作用下以球形石墨狀態存在于組織結構內，而這些因素會影響到銅合金的電導率。

發明內容

本發明的目的是對現有銅合金的生產方法提出一改進方案，通過該方案能夠克服現銅鎳錳合金的內部組織晶體排列不規則的缺陷，在保證現銅錳鎳合金的性能前提下降低生產成本。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種銅合金，按質量百分比的組成為：18.2-18.9％的鎳、22.5-23.8％的錳、5.7-6.5％的鐵、0.03-0.05％的鋯、0.3-0.5％的錫、0.5-0.8％的鋁、0.001-0.003％的釹、0.02-0.04％的鈮、0.05-0.2％的鈦及余量的銅。

一種銅合金制備方法，包括以下步驟：

1)、按質量百分比準備材料；

2)、將上述材料在粉末狀態下在恒溫混料機中無氧混料0.5-1小時；

3)、將上述材料在真空度不超過0.6kpa的條件下熔煉；

所述的熔煉步驟是，首先，升溫到900-1000℃，維持溫度20-30分鐘，然后升溫到1200-1300℃，保溫30-60分鐘，然后以不低于5℃/分鐘的速度降溫至900-1000℃，恒溫20-30分鐘，再升溫至1200-1300℃，保溫30-60分鐘，在保溫過程最后期，向爐體施加一勻速旋轉電磁場5分鐘然后開始降溫，以不超過10℃/分鐘勻速降溫到800-850℃，然后用90±5℃恒溫水冷卻到300℃后自然冷卻。

所述材料按質量百分比的組成為：18.2-18.9％的鎳、22.5-23.8％的錳、5.7-6.5％的鐵、0.03-0.05％的鋯、0.3-0.5％的錫、0.5-0.8％的鋁、0.001-0.003％的釹、0.02-0.04％的鈮、0.05-0.2％的鈦及佘量的銅。

本發明同現有技術相比的有益效果是：

1、通過使用鈮鐵合金的方式加入鈮后增加了鐵和銅之間的融熔界面強度，并且鈮的使用使銅合金的晶粒更加細致均勻，同時，在加入鋯、錫、鋁和釹，使得銅合金不僅在銅合金內形成提高強度的框架，還提高了合金內部組織晶粒排列的更加有序。

2、本申請通過在熔煉過程中，在1200-1300℃溫度保溫一定時間后的降溫處理，使得合金組織內晶粒的生長受到抑制，這樣能夠使生長過快的晶粒與其它的晶粒生長速度差減小，在受到旋轉磁場作用后，組織內晶粒的排列更加有序，且因為晶粒差的減少，有利于銅合金的組織性能提高。

具體實施方式

以下詳細描述本發明的實施例。

本申請提供一種銅合金，按質量百分比的組成為：18.2-18.9％的鎳、22.5-23.8％的錳、5.7-6.5％的鐵、0.03-0.05％的鋯、0.3-0.5％的錫、0.5-0.8％的鋁、0.001-0.003％的釹、0.02-0.04％的鈮、0.05-0.2％的鈦及余量的銅。

制備方法為：

首先按銅合金中各材料的比例來制備鐵鈮合金、鐵鋯合金、釹鐵合金，鐵鈮合金、鐵鋯合金、釹鐵合金的制備均為現有技術，在此不進行詳細說明，然后加工成粉末，在工業生產中以不大于10立方厘米為基準。