[發明專利]一種錫磷鋅銅合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201710423487.8
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107245600B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 孫益民;王潤霞;王俊
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22C1/03
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 任晨晨

本發明公開了一種錫磷鋅銅合金及其制備方法，含有以下重量百分比元素：錫0.095～10.000％，鋅10～22％，鋁1～7％，鈹0.05～0.20％，磷0.10～0.40％，鎳0.3％，銅余量。與現有技術相比，本發明中增加了金屬鈹，大大提高了合金強度；并且大幅度增加了金屬鋅的用量，降低了合金成本，傳統的鋅用量為0.05?5％，本發明為鋅10～22％；最大成本降低達19.36％；而且，本申請提供的錫磷鋅銅合金性能優異，伸強度最高達到775.6MPa，伸長率達36.5％，硬度達到206HV。

技術領域

本發明涉及銅合金領域，具體涉及一種錫磷鋅銅合金及其制備方法。

背景技術

錫磷青銅合金具有強度高、彈性高、耐磨性能好、耐腐蝕性能好等優秀品質，其帶材和其他制品、零部件機構具有良好的導電、導熱性能以及有意的彈性和抗疲勞性能，其應用范圍十分廣泛，遍及現代科技宇航、航空、航海、電子、電訊、原子能、儀表、建筑、民用等眾多領域，隨著人類社會的進步，這些領域的發展對此類材料的需求日趨增加。

與不斷增加的需求形成明顯反差的卻是，銅資源的嚴重匱乏?，F實數據顯示銅資源開發速度不斷加快，銅資源儲量加速降低。與此同時，發掘的銅礦品位亦呈降低趨勢，平均品位只有0.87。

查閱截止2017年2月已發表的文獻資料，多項研究停留在2001年制定的國家推薦標準GB/T 5231-2001《加工銅及銅合金化學成分和產品形狀》合金配方，少數研究引用其2012年修訂版GB/T 5231-2012《加工銅及銅合金牌號和化學成分》擴展補充部分內容，由于廣義的錫磷青銅合金材料配方較為復雜，單項研究難以完成大量實驗研究，現有文獻包括專利存在著以下不足之處：(1)簡單配方特點：所研究的成分量的變化呈同時增加或減少，或一個量增加一個量減少，方向單調，不能夠較為全面覆蓋研究的金屬元素范圍，偏廢較大；(2)采用成分量的變化控制性能的研究不足，即不能在相同工藝下，通過改變成分的量來改變、影響或控制性能。(3)現有錫磷青銅合金的成本比本發明配方計算的成本高。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種錫磷鋅銅合金，減少銅元素的用量，降低成本，制備能夠替代錫磷青銅合金的新型合金材料，在維持錫磷青銅合金正常物理性能基礎上，研究復雜配方，即在研究范圍內各種元素獨立變化，發現復雜規律，通過調控配方滿足用戶對性能的不同要求的需求，不一味追求高性能，更現實地注重成本。

本發明還提供了一種錫磷鋅銅合金的制備方法，根據元素含量比及產品性能設計，制備的產品性能優異、成本低。

本發明提供的一種錫磷鋅銅合金，含有以下重量百分比元素：錫0.095～10.000％，鋅10～22％，鋁1～7％，鈹0.05～0.20％，磷0.10～0.40％，鎳0.3％，銅余量。

本發明提供的一種錫磷鋅銅合金的制備方法，包括以下步驟：

1)向精密熔煉爐中加入99.9％的電解銅片或銅錠，以10℃/min速率升溫，升溫至1085～1380℃，按照配方量再加入磷銅中間合金，加入完畢后，攪拌條件下保溫5～15min；

2)配方量金屬鎳加熱到1450～1500℃，攪拌條件下保溫5～15min，維持熔融態；

3)將熔煉爐溫度升至1500～1550℃，保溫5～15min，將步驟3)制備的熔融態金屬鎳加入到熔煉爐中，攪拌條件下保溫5～15min；

4)加入配方量金屬鈹片，體系降溫至在1400～1500℃間，攪拌條件下保溫5～15min；

5)再加入配方量的金屬鋁，在1400～1500℃間，攪拌條件下保溫5～15min；

6)加入配方量的鋅和錫，在1400～1500℃間，攪拌條件下保溫5～15min。

7)倒入標樣模具中，冷卻到室溫后，檢測其性能。