[發明專利]Cu-Ni-Mn合金及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911422945.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110923505B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 新巴雅爾;張明健;陳少華;王俊;劉慧敏
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C9/05;C22C1/03;C22F1/08
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 徐樂

本發明涉及銅合金領域，具體而言，提供了一種Cu?Ni?Mn合金及其制備方法和應用。本發明提供的Cu?Ni?Mn合金，按質量百分比計，包括：Ni 5?25％、Mn 4?10％、P 0.1?0.3％、S 0.01?0.02％、Sn 0.01?0.03％、Zn 0.05?0.09％、Fe 0.06?0.1％以及余量的Cu。本發明是在加Ni的白銅的基礎上，添加元素Mn，提高Cu?Ni?Mn合金的韌性、強度和耐磨性；此外，對其他雜質的含量進行限定，實現金屬組成的配比和對雜質的合理控制，能夠顯著提高Cu?Ni?Mn合金的耐磨性與強度，使得Cu?Ni?Mn合金不僅耐磨損性好，而且易加工。

技術領域

本發明涉及銅合金領域，具體而言，涉及一種Cu-Ni-Mn合金及其制備方法和應用。

背景技術

銅合金是以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構成的合金。常用的銅合金分為黃銅、青銅和白銅。當前隨著社會進步和制造業發展，機械裝備等對銅合金的要求也越來越精高，越來越精細化。例如，露天作業機械上的套筒、軸套等零件使用日益廣泛，其相應的耐磨性及強度方面的要求也進一步提高。目前，大部分使用的材料是銅合金及部分鋼材。近年來，研究開發的耐磨銅合金主要有含鈮、硅、鈦、鈹的白銅合金，以及添加錳、錫的青銅，但以上兩種合金的成本高并且加工性能不好。開發一種高強度、超耐磨的銅合金具有重要的意義。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種Cu-Ni-Mn合金，以緩解現有技術中銅合金的成本高，強度和耐磨性能有待進一步提高，加工難度有待改善的問題。

本發明的第二目的在于提供一種Cu-Ni-Mn合金的制備方法，以緩解現有技術中加工工藝復雜的問題。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

一種Cu-Ni-Mn合金，按質量百分比計，包括：Ni 5-25％、Mn 4-10％、P 0.1-0.3％、S 0.01-0.02％、Sn 0.01-0.03％、Zn 0.05-0.09％、Fe 0.06-0.1％以及余量的Cu。

進一步地，按質量百分比計，包括：Ni 8-20％、Mn 4-9％、P 0.14-0.21％、S 0.01-0.016％、Sn 0.018-0.026％、Zn 0.055-0.083％、Fe 0.063-0.095％以及余量的Cu；

優選地，按質量百分比計，包括：Ni 10-17％、Mn 4-6％、P 0.158-0.193％、S0.012-0.014％、Sn 0.020-0.024％、Zn 0.062-0.076％、Fe 0.071-0.087％以及余量的Cu。

Cu-Ni-Mn合金的制備方法，按照配方比例稱取原材料純、純鎳和純錳，將原材料熔煉成熔體，熔體依次經除氧、澆鑄成鑄錠，鑄錠再依次經熱擠壓處理，固溶處理和時效處理，得到所述Cu-Ni-Mn合金，按質量百分比計，所述Cu-Ni-Mn合金包括：Ni 5-25％、Mn 4-10％、P 0.1-0.3％、S 0.01-0.02％、Sn 0.01-0.03％、Zn 0.05-0.09％、Fe 0.06-0.1％以及余量的Cu。

進一步地，所述熔煉包括：在保護氣體存在的條件下，將原材料混合同時升溫至1350-1450℃，待原材料全部熔化后得到熔體；

優選地，所述除氧利用磷銅進行。

進一步地，所述熔煉包括：分別將原材料純銅與純鎳和純錳制備得到中間合金Cu-Ni和中間合金Cu-Mn，再將中間合金Cu-Ni和中間合金Cu-Mn混合熔煉得到熔體；

優選地，所述中間合金Cu-Ni和中間合金Cu-Mn中Cu的含量相等；