[發明專利]一種Cu-Mn-Ni-Si銅基釬料制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202010499728.9
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111761257B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 王聰利;庾高峰;張航;吳斌;靖林;馬明月;李小陽;張琦
• 申請（專利權）人: 陜西斯瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40;C22C1/02;C22C9/05;C22F1/08
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 余柯薇

1.一種Cu-Mn-Ni-Si銅基釬料制備方法，其特征在于，所述Cu-Mn-Ni-Si銅基釬料的化學組成及重量百分比為：Mn：23％～25％，Ni：9％～11％，Si:1.5～3％，Cu：余量；所述Cu-Mn-Ni-Si銅基釬料的制造方法包括以下步驟：

第一步：按照合金材料的成分要求Mn：23％～25％，Ni：9％～11％，Si:1.5～3％，Cu：余量，對各合金元素進行配比，選擇并稱取相應的原料；

第二步：將上述原料裝入中頻感應熔煉爐內，開始加熱融化；熔煉爐采用pH值為10～12的石墨坩堝，熔煉時首先將銅分為等量的三份，將其中一份鋪在熔煉爐內的石墨坩堝底部；然后依次加入Ni、Si；之后繼續加入剩余的兩份銅；最后加入Mn，石墨坩堝中的原料要保持密實；然后關閉真空室并進行抽真空，當真空室內的真空度達到10～13Pa時，進行預熱；然后送電升溫，加大熔化功率，使原料快速熔化；原料熔化結束后，繼續升溫，將金屬液溫度升至1460℃～1480℃后保溫5～10min，攪拌金屬液，使其充分熔解；同時，在金屬液熔化后，通過爐膛底部的氣體擴散裝置向爐內通入氬氣；然后關閉中頻感應爐的電源，繼續通氣，將金屬液的溫度降至1300℃～1320℃后保溫，繼續通入氬氣，并攪拌金屬液；其中Mn采用電解錳、Ni采用電解鎳、Si采用工業硅；

在所述第二步中，中頻感應熔煉爐采用頻率為5000～10000Hz的中頻感應電爐，采用兩相或三相供電，功率為30～40kW，爐內實現整體攪拌；

第三步：上述原料全部融化均勻，并除氣除渣后，通過流槽注入到在線半固態處理裝置內，進行半固態處理；待半固態處理結束后，繼續上引至上引連續鑄造爐內，精煉后上引連續鑄造獲得Φ10～30mm的銅桿坯料，上引連續鑄造的速度為220～240mm/min，然后在980～990℃之間在線連續固溶強化2.5～3小時，接著水冷冷卻至室溫；在線連續固溶強化采用的裝置包括圓柱本體，所述圓柱本體內上設置有升溫設備，所述圓柱本體的軸線設置有轉動裝置，所述圓柱本體的上部和下部分別設置有進料孔和出料孔，所述圓柱本體的上部還設置有氬氣入口和控壓裝置；上述步驟全程在氬氣保護氣氛下進行；

在所述第三步中，所述水冷冷卻采用的裝置包括冷卻圓柱本體，所述冷卻圓柱本體上部和下部分別設置有出水孔和進水孔，所述冷卻圓柱本體的外部設置有水冷循環裝置，所述水冷循環裝置通過管路分別與出水孔和進水孔相連接，所述冷卻圓柱本體內部設置有上下兩個均勻布水盤，所述上下兩個均勻布水盤位于出水孔和進水孔之間，所述上下兩個均勻布水盤之間設置有冷卻轉動裝置；所述冷卻圓柱本體上設置有進料孔和出料孔，所述進料孔和出料孔位于上下兩個均勻布水盤之間，所述進料孔位于出料孔上方；

第四步：將銅桿坯料進行多道次軋制，中間反復高溫退火，退火溫度500～700℃，保溫2～4小時，最終獲得Φ0.5～2.0mm的合金線絲材或厚度0.05～0.5mm的扁帶材；

所述第四步中，進行多道次軋制時采用軋機，由所述軋機的第一升降裝置上的保持機構來夾持銅桿坯料，由所述軋機的第一升降裝置上的推板將銅桿坯料送入軋機的上下軋輥之間進行初次軋制；軋制后的銅桿坯料進入軋機的第二升降裝置，并由第二升降裝置上的保持機構夾持初次軋制后的銅桿坯料；所述第二升降裝置下降，由第二升降裝置上的推板將初次軋制后的銅桿坯料送入所述上下軋輥之間進行逆向的二次軋制；二次軋制后的銅桿坯料進入軋機的第一升降裝置，并由第一升降裝置上的保持機構夾持；所述軋機的第一升降裝置下降，重復所述的初次軋制的步驟進行三次軋制；軋制后的銅桿坯料進入第二升降裝置，并由所述第二升降裝置上的保持機構夾持；所述第二升降裝置下降，重復所述的二次軋制的步驟進行四次軋制，依此類推。

2.根據權利要求1所述的Cu-Mn-Ni-Si銅基釬料制備方法，其特征在于，在所述第四步中，將銅桿坯料進行多道次熱、冷軋制及反復中間退火獲得扁帶材或線絲材，所述道次可以為2～6次。

3.根據權利要求1所述的Cu-Mn-Ni-Si銅基釬料制備方法，其特征在于，在所述第四步中，所述多道次軋制的總變形量為73～78％，首次軋制的變形量為40～45％。

4.一種Cu-Mn-Ni-Si銅基釬料的應用，其特征在于，所述Cu-Mn-Ni-Si銅基釬料根據權利要求1-3之一的制備方法而制得，并且以上步驟獲得的不同規格的Cu-Mn-Ni-Si合金線絲材和帶材應用于建筑、建橋、鋪路、造車、高鐵真空罩、飛機不銹鋼芯板的熱風焊接。