[發明專利]一種生產復雜異型端面棒材的銅合金及方法

有效

• 申請號: 201710349689.2
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107299247B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 宋長洪;宋卡迪;郭淑梅
• 申請（專利權）人: 寧波長振銅業有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22C1/02;C22C1/06;C22F1/08;B21C37/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 林寶堂;胡寅旭

本發明公開了一種生產復雜異型端面棒材的銅合金，其特征在于，由以下質量百分含量的元素組成：Cu：57～61％，Pb：0.2～3.5％，Fe：0.1～0.5％，Sn：0.1～0.5％，Al：0.02～0.2％，Ti、Zr、Ta、B、P、C中的至少一種：各計0.0001～0.025％，余量為Zn及不可避免的雜質。本發明的合金組織均勻、熱、冷加工性能均優良，在生產復雜異型端面型材時，能克服不均勻變形應力大的問題，避免了異型面尺寸差異太大而易發生的變形。本發明還公開了一種生產復雜異型端面棒材的方法，包括以下步驟：(1)配料；(2)精煉鑄錠；(3)擠壓；(4)成型。本發明的方法采用通用的加工設備，步驟簡單，可操作性強。

技術領域

本發明涉及金屬材料領域，尤其是涉及一種生產復雜異型端面棒材的銅合金及方法。

背景技術

通常，銅合金加工棒材的主要形狀規格以圓形為主，異型材主要形狀是正方、正六角、矩形，已形成標準化。若后續加工復雜形狀的產品，主要通過車、銑、刨加工完成，加工的效率低，材料的利用率低。棒材鍛坯經過熱模鍛的方法，可以生產多種不同形狀的鍛件，通常用圓形棒做坯料，對于形狀復雜的鍛件，金屬的流變會受到影響，出現充模不滿、應力不均而產生鍛造缺陷等，為了保證鍛造質量，坯料的裕量設計較多，鍛造后的飛邊就大，材料的利用率低。

工業設計的技術進步和人們對機加工的高效率要求、成本降低的要求，促使復雜形狀向材料前移，這樣就可以減少制作元件過程中的工序，大大提高加工效率和材料利用率，提高后續產品的品質，對于批量生產制造尤其重要。但異型材的制造難度大，工藝要求高。

檢索有關異型材制造技術，專利CN104148884介紹了一種異型鋼材的生產方法，所涉及產品形狀是正六角形狀，加工方法是圓棒經3次拉伸加工成品。專利CN104174685公開了一種近似梯形的異型不銹鋼材的生產方法：獲得擠壓用坯料—熱擠壓比目標尺寸大30％面積的近似形狀擠壓坯—冷拔4次，每次冷拔前壓矯、表面處理、去應力退火。該方法流程長，工序多，說明現有技術存在明顯不足。

發明內容

本發明是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供了一種組織均勻，熱、冷加工性能均優良，在生產復雜異型端面型材時能克服不均勻變形應力大的問題，避免異型面尺寸差異太大而易發生的變形的用于生產復雜異型端面棒材的銅合金。

本發明還提供了一種生產復雜異型端面棒材的方法，采用通用的加工設備，步驟簡單，可操作性強。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于生產復雜異型端面棒材的銅合金，由以下質量百分含量的元素組成：Cu：57～61％，Pb：0.2～3.5％，Fe：0.1～0.5％，Sn：0.1～0.5％，Al：0.02～0.2％，Ti、Zr、Ta、B、P、C中的至少一種：各計0.0001～0.025％，余量為Zn及不可避免的雜質。本發明述及的合金是一種易切削多元復雜黃銅，是一種α+β+Pb相合金，元素鐵起到強化合金的作用，由于溶解度有限，鐵質點能起到形核作用細化晶粒，特別是當合金中含有少量Al、P時，細化作用更好一些，但滿足不了特殊要求的苛刻工藝。錫在二相黃銅中有一定的溶解度，錫元素對合金的強化作用是固溶強化，同時由于錫和鉛在合金熔體中無限互溶，在183℃共晶分解，錫有促使鉛均勻分散的作用，改善鉛在合金中的分布，避免鉛聚集，優化切削性能。合金中添加微量Ti、或同時添加Ti、B，細化效果更好，添加微量的Zr、Ta凈化合金，對晶粒細化有協同效果。C元素主要由碳化物熔劑熔入，和Zr、Ta共同作用，變質效果更好，對材料的切削性能有益。本發明的合金組織均勻、熱、冷加工性能均優良，在生產復雜異型端面型材時，能克服不均勻變形應力大的問題，避免了異型面尺寸差異太大而易發生的變形。

作為優選，由以下質量百分含量的元素組成：Cu：57～61％，Pb：0.7～3.0％，Fe：0.15～0.4％，Sn：0.15～0.4％，Al：0.02～0.08％，Ti：0.0001～0.003％，B：0.0001～0.001％，余量為Zn和不可避免的雜質。