[發明專利]一種高強度銅鎳合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910382137.0
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110016589A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 王雨;李清涼;袁兵;李黨國
• 申請（專利權）人: 珠海國合融創科技有限公司
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22C1/02;C22F1/10
• 代理公司: 深圳龍圖騰專利代理有限公司 44541
• 代理人: 代文成

本發明涉及材料領域，具體涉及一種高強度銅鎳合金材料及其制備方法。一種高強度銅鎳合金材料，各原料的重量百分含量為：Ni 60?65%，Cu 30?35%，石墨烯0.1?0.4%，Si 0.2?0.6%，Fe 1.0?3.0%，Mn 1.0?2.0%。本發明實施例的高強度銅鎳合金材料通過石墨烯的加入，與其他成分相互作用形成大量網狀結構，顯著的提升了材料的強度和韌性，其抗拉強度最高可達920MPa，屈服強度最高可達780MPa，硬度可達到HRC30，延伸率為26%，面縮35%，力學性能較現有技術高出1.6倍左右，且制備工藝簡單，對生產設備要求低。

技術領域

本發明涉及材料領域，具體涉及一種高強度銅鎳合金材料及其制備方法。

背景技術

蒙乃爾400合金是一種在海水、化學溶劑、氨硫氯、氯化氫、各種酸性介質如硫酸、氫氟酸、鹽酸、磷酸、有機酸，堿性介質、鹽和熔融鹽中具有良好耐腐蝕性能的鎳基合金材料，被廣泛的應用于海洋設備、設施中。

現有技術中，一般鍛態蒙耐爾400合金的抗拉強度約在500MPa左右，對于像油田用潛油電泵這種裝備用套管零件，這種零件一般用蒙耐爾400合金，一方面要求400合金要具有很好的耐腐蝕性能，一方面要求400合金要具有較高的強度，目前用到的提升400合金強度的方法一般采用冷拉拔的方法進行提升，具體工藝是：鍛造蒙耐爾400合金經過變形量約40％的冷拉拔，然后在580℃下保溫6小時進行去應力退火，最后得到的拉拔退火態蒙耐爾400的抗拉強度約800MPa左右的合金材料。

但在實際生產中，對于直徑大于100mm左右的圓棒要進行冷拔變形量超過40％時需要超過500噸以上的拉拔床進行拉拔，且拉拔過程中蒙耐爾400合金會產生明顯的加工硬化現象，顯著增加拔床的拉拔阻力，對設備的損傷程度增加。

發明內容

本發明提供了一種高強度銅鎳合金材料，旨在解決現有高強度鎳合金材料制備工藝復雜，對設備要求高的技術問題。

本發明實施例提供的一種高強度銅鎳合金材料，各原料的重量百分含量為：Ni62-64％，Cu 32-34％，石墨烯0.15-0.3％，Si 0.3-0.5％，Fe 1.5-2.5％，Mn 1.3-1.8％。

本發明實施例還提供了一種高強度銅鎳合金材料的制備方法，具體包括以下步驟：

將Ni、Cu、石墨烯、Fe、Si、Mn混合并進行一次熔煉獲得第一合金熔融液；

向第一合金熔融液中加入除氣劑，并進行二次熔煉獲得第二合金熔融液；

將所述第二合金熔煉液澆注到鑄鐵模具中成型，得到合金鑄錠；

將所述合金鑄錠加熱至1100-1200℃并保溫3-5h進行鍛造處理獲得鍛造合金；

將所述鍛造合金在550-600℃條件下保溫處理45-75min，并進行去應力退火獲得高強度銅鎳合金材料。

有益效果：本發明實施例的高強度銅鎳合金材料通過石墨烯的加入，與其他成分相互作用形成大量網狀結構，顯著的提升了材料的強度和韌性，其抗拉強度最高可達920MPa，屈服強度最高可達780MPa，硬度可達到HRC30，延伸率為26％，面縮35％，力學性能較現有技術高出1.6倍左右，且制備工藝簡單，對生產設備要求低。

具體實施方式

為了更加清楚闡述本發明的技術內容，在此結合具體實施例予以詳細說明，顯然，所列舉的實施例只是本技術方案的優選實施方案，本領域的技術人員可以根據所公開的技術內容顯而易見地得出的其他技術方案仍屬于本發明的保護范圍。

在本發明的實施例中，一種高強度銅鎳合金材料，各原料的重量百分含量為：Ni60-65％，Cu 30-35％，石墨烯0.1-0.4％，Si 0.2-0.6％，Fe 1.0-3.0％，Mn 1.0-2.0％。