[發明專利]一種超細晶銅材料均勻化制備方法有效

申請號：	201610313554.6	申請日：	2016-05-12
公開（公告）號：	CN105734471B	公開（公告）日：	2017-09-29
發明（設計）人：	黃樹海;陳強;趙祖德;夏祥生;陳文;舒大禹;項運良;康鳳	申請（專利權）人：	中國兵器工業第五九研究所
主分類號：	C22F1/08	分類號：	C22F1/08
代理公司：	重慶弘旭專利代理有限責任公司50209	代理人：	李玉州
地址：	400039 重***	國省代碼：	重慶;85
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種超細晶銅材料均勻制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種超細晶銅材料均勻化制備方法。

背景技術

超細晶銅晶粒細小，具有超高的屈服強度、延展性等綜合性能，能夠顯著提高關鍵結構的制造壽命、服役和爆破能力，在國民經濟高端裝備和彈箭武器裝備制造領域應用需求廣泛。目前，超細晶銅棒材的制備方法常見的是三鐓三拔開坯和大擠壓比制坯，但該工藝對錠坯心部組織無法徹底鍛透，材料對鑄造組織具有較大遺傳性，同時內部組織晶粒偏差較大，在后續產品擠壓、加工等制造中不可避免的帶入組織缺陷，對產品制造性能的穩定性影響很大，尤其是嚴重影響彈箭武器的毀傷性能。查閱文獻，銅合金、鎂合金、高速鋼等材料單向靜液擠壓工藝有見報道，但關于正向并聯靜液擠壓技術，特別是正向并聯靜液擠壓和多向壓縮復合細晶化制坯的方法鮮有報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超細晶銅材料均勻化制備方法，解決鐓拔開坯和大擠壓比制坯心部組織粗大的問題。

為了實現上述目的，采用以下技術方案：

一種超細晶銅材料均勻化制備方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

（1）將銅錠坯進行軟化熱處理得到坯料；

（2）將坯料進行多向壓縮，細化晶粒；

（3）將坯料進行旋轉自由鍛或滾圓，促使坯料圓整；接著進行閉式鐓粗，得到所設計的坯料尺寸；

（4）將坯料進行去應力退火處理；

（5）將坯料進行正向并聯靜液擠壓，得到所設計的棒坯尺寸；

（6）將坯料進行低溫退火處理，得到超細晶銅材料。

步驟（1）中所述的銅為紫銅、黃銅或白銅。

步驟（1）中所述的軟化熱處理加熱溫度400℃～420℃，保溫時間2.0h。

步驟（2）中所述的多向壓縮的步驟為，首先將坯料沿高度方向自由鐓粗，鐓粗比1.6～2.0；然后將坯料翻轉90°，沿長度方向自由鐓粗，鐓粗比1.6～2.0；再將坯料翻轉90°，沿寬度方向自由鐓粗，鐓粗比1.6～2.0；如此循環10～15次。

步驟（3）中所述的閉式鐓粗，其高度方向的鐓粗比2.0～2.5。

步驟（4）中所述的去應力退火溫度為200℃～230℃，保溫時間為1.0h。

步驟（5）中所述的正向并聯靜液擠壓的步驟為，將坯料置于帶有密封系統的靜液擠壓裝置中，通過凸模壓縮液體介質產生壓力，迫使坯料發生塑性變形，變形量為60%～90%，沿軸線中心對稱壓制出三個棒坯。

步驟（6）中所述的低溫退火溫度為100℃～120℃，保溫時間為0.5h。

液體介質為為蓖麻油，并在蓖麻油中加入質量分數8%～10%的甲基化酒精，承受的壓力為800MPa～1500MPa。

本發明的超細晶銅材料均勻化制備方法，能夠有效解決鐓拔開坯和大擠壓比制坯心部組織粗大的缺陷，以及由于坯料混晶組織、晶粒粗大、組織不均勻等影響銅及銅合金產品制造性能的問題，為高端裝備產品制造提供超細晶、均勻化的銅材料應用支撐，從材料源頭提高產品綜合性能，同時該方法也可應用于鎂合金等其他超細晶材料的制備。

說明書附圖

圖1為正向并聯靜液擠壓示意圖；

圖2為擠壓制坯端面俯視圖；

圖3為超細晶棒坯組織的示意圖。

圖中，1—凸模；2—擠壓筒；3—芯模；4—第一層斜切密封圈；5—第二層O型密封圈；6—第三層O型密封圈。

具體實施方式

以下結合實例對本發明作進一步說明。

實施例1

（1）T2紫銅錠坯的初始晶粒尺寸130μm，將錠坯置于真空熱處理爐中，加熱溫度400℃，保溫時間為2.0h，隨爐冷卻。

（2）利用液壓鍛造設備，對錠坯進行多向壓縮，首先將坯料沿高度方向自由鐓粗，鐓粗比1.6；然后將坯料翻轉90°，沿長度方向自由鐓粗，鐓粗比1.8；再將坯料翻轉90°，沿寬度方向自由鐓粗，鐓粗比1.8；如此循環12次。

（3）然后對坯料進行旋轉自由鍛，使坯料外形接近圓形；接著進行進行閉式鐓粗，鐓粗比2.0，得坯料尺寸Φ252mm，高度200mm。

（4）將坯料在真空熱處理爐匯總進行去應力退火，退火溫度為230℃，保溫時間為1.0h。