[發(fā)明專(zhuān)利]一種采用電磁攪拌工藝制備高強(qiáng)度、高延伸率銅合金棒材或鑄件的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811633243.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109666810B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐玉松;魏賽;張娟;李紅利;顧沈藝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22C1/02
• 分類(lèi)號(hào): C22C1/02;C22C9/05;B01F13/08
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 許云花

本發(fā)明公開(kāi)了一種采用電磁攪拌工藝制備高強(qiáng)度、高延伸率銅合金棒材或鑄件的方法，先向坩堝底部加入冰晶石和硼砂和小部分原材料，隨后將剩余合金原料加入坩堝內(nèi)，在溫度1100?1250℃條件下進(jìn)行熔化，并在合金熔化過(guò)程中不斷加入冰晶石和硼砂，直至合金全部熔化；最后，將爐溫升至1250?1400℃精煉10?15min后進(jìn)行攪拌，并靜置3?5min后扒渣，隨后將金屬液體充入殼型或保溫模具內(nèi)，在電磁攪拌器中進(jìn)行單向或雙向連續(xù)電磁攪拌直至合金凝固，制得銅合金棒材或鑄件。本發(fā)明采用電磁攪拌工藝制備銅合金，不僅組織更加均勻細(xì)小、整體的耐腐蝕性，尤其抗晶間腐蝕性提高，且抗拉強(qiáng)度、耐磨性及延伸率等綜合力學(xué)性能提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于銅合金制備領(lǐng)域，尤其涉及一種采用電磁攪拌工藝制備高強(qiáng)度、高延伸率銅合金棒材或鑄件的方法。

背景技術(shù)

銅合金因具有耐蝕、耐磨及傳導(dǎo)性能在工程領(lǐng)域被廣泛用于鑄造泵閥體、螺旋槳、軸套軸瓦、接線(xiàn)金具等零部件，隨著工程設(shè)備設(shè)計(jì)優(yōu)化和綜合性能的提升，制造業(yè)對(duì)銅合金鑄件的性能要求也隨之提高，如提高泵閥體的耐壓指標(biāo)、螺旋槳的斷裂強(qiáng)度、軸套軸瓦的耐磨性和接線(xiàn)金具的傳導(dǎo)性等，而傳統(tǒng)銅合金鑄件本體性能指標(biāo)僅有單鑄合金試樣性能的40-60％水平，也就是傳統(tǒng)的熔鑄工藝并沒(méi)有充分發(fā)揮銅合金材料的性能優(yōu)勢(shì)，從而造成大量銅合金零部件在工程服役環(huán)境下提前失效，嚴(yán)重影響了工程設(shè)備的安全運(yùn)行。

因此，現(xiàn)亟需一種能制備高強(qiáng)度、高延伸率銅合金棒材或鑄件的有效方法

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種采用電磁攪拌工藝制備高強(qiáng)度、高延伸率的銅合金棒材或鑄件的方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明采用電磁攪拌工藝制備高強(qiáng)度、高延伸率銅合金棒材或鑄件的方法，包括如下步驟：

(1)按銅合金組分含量配制原材料；

(2)向坩堝底部先加入部分覆蓋劑以及尺寸不大于40mm×40mm×10mm的小部分原材料，該小部分原材料占原材料總量的3-8％，隨后加入剩余的原材料，在溫度1100-1250℃條件下進(jìn)行熔化，并在合金熔化過(guò)程中不斷加入覆蓋劑，直至合金全部熔化；其中，覆蓋劑總加入量為原材料重量的3-5％；

(3)將爐溫升至1250-1400℃精煉10-15min后進(jìn)行攪拌，再靜置3-5min進(jìn)行扒渣，隨后將金屬液體充入殼型或保溫模具內(nèi)，在電磁攪拌器中以頻率5-50Hz、電流100-500A進(jìn)行單向或雙向連續(xù)電磁攪拌直至合金凝固，制得銅合金棒材或鑄件。

本發(fā)明通過(guò)采用電磁攪拌工藝制備銅合金，電磁攪拌能夠在銅合金降溫凝固過(guò)程中施加電磁場(chǎng)進(jìn)行攪拌以制備半固態(tài)漿料，同時(shí)由于洛倫茲力促使銅合金金屬熔液運(yùn)動(dòng)，以減少柱狀晶增加等軸晶率，使其鑄態(tài)組織得到改善，進(jìn)而獲得綜合力學(xué)性能優(yōu)越，耐蝕性、耐磨性佳的銅合金棒材或鑄件。

進(jìn)一步說(shuō)，本發(fā)明的銅合金可為銅錳合金、銅鋁合金或銅鎳合金。其中，銅錳合金的組分包括：Al 7.0-8.5％、Mn 11.5-14.0％、Fe 2.5-4.0％、Ni 1.8-2.5％、Zn 0.1-0.3％、Cr 0.08-0.2％及余量銅和不可避免的雜質(zhì)。銅鋁合金的組分包括：Al 8.5-9.5％、Mn 1.5-3.0％、Fe 3.5-4.5％、Ni 4.0-5.0％、Zn 0.1-0.3％、Cr 0.08-0.2％及余量銅和不可避免的雜質(zhì)。銅鎳合金的組分包括：Ni 14-16％、Sn 8.0-10％、Mn 0.5-1.5％、B 0.03-0.15％及余量銅和不可避免的雜質(zhì)。