[發(fā)明專利]一種高強高導熱銅合金材料輥套及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110266871.8
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113046594B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設計）人: 趙紅亮;董祥雷;范宇恒;許永恒;王丹;洪振宇;翁康榮
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C1/03;C22F1/08;B22D11/06
• 代理公司: 鄭州慧廣知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 41160
• 代理人: 朱廣存

本發(fā)明公開了一種高強高導熱銅合金材料輥套其制備方法，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：Ni：2.2wt％～2.6wt％，Be：0.2wt％～0.6wt％，Si：0.2wt％～0.6wt％，Mg：0.07wt％～0.17wt％，Ca：0.04wt％～0.10wt％，Ag：0.01wt％～0.05wt％，La：0.1wt％～0.3wt％，Co：0.01wt％～0.03wt％，Al：0.1wt％～0.5wt％，Cd：0.1wt％～0.5wt％，余量為Cu。本發(fā)明通過Ni的固溶強化、微合金化細化組織和第二相，從而獲得綜合性能優(yōu)異的高強高導熱Cu?Be系合金材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有色金屬技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高強高導熱銅合金材料輥套及其制備方法。

背景技術(shù)

性能優(yōu)良的鑄軋機是實現(xiàn)金屬帶坯連續(xù)鑄軋的技術(shù)保障，而鑄軋機輥套是決定鑄軋機性能的關(guān)鍵部件。在工業(yè)鑄軋過程中，鑄軋輥起結(jié)晶器與熱軋輥雙重作用，輥套處于鑄軋輥外層，它和液體金屬相接觸，這就要求輥套材料具有優(yōu)異的導熱、強度、硬度、抗熱疲勞、耐腐蝕性能。傳統(tǒng)的鑄軋輥套材料是含Cr、Ni、Mo、等元素的中低碳合金鋼，具有相對良好的綜合性能，在過去幾十年的鑄軋工業(yè)中發(fā)揮了重要作用。但是鋼輥套的共同缺點是導熱系數(shù)低(30W/m·K左右)，限制了鑄軋速率的提高和鑄軋合金的種類。

因此為發(fā)展新一代連續(xù)鑄軋技術(shù)，提高鑄軋速度和鑄軋能力，提升產(chǎn)品質(zhì)量，需要尋求既具有高導熱能力又具有良好力學性能的輥套材料。已知銅及其合金是具有較高導熱性能的金屬材料(純銅的導熱系數(shù)為401W/m K)，但是普通銅合金的強度和抗熱疲勞等性能不能滿足輥套材料的要求。近年來國內(nèi)外的研究發(fā)現(xiàn)，鈹銅合金的力學性能最接近輥套材料的要求，而且其導熱系數(shù)是鋼的數(shù)倍，但過量Be固溶于銅基體時會大幅降低導熱性能。目前國內(nèi)鑄軋輥套用銅鈹合金主要是高鈹銅合金，高鈹銅合金強度高，而延伸率、軟化溫度、導熱率相對較低；低鈹銅合金強度低，而延伸率、軟化溫度、導熱率則相對較高。鈹銅合金在熔煉制備時Be揮發(fā)性強且易氧化，不但對人體有害還對環(huán)境造成很大污染，因此，在低鈹銅合金的基礎上研發(fā)高性能多元銅合金是先進輥套材料的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種高強高導熱銅合金材料輥套及其制備方法，通過Be、Ni等元素的固溶強化、微合金化細化組織和第二相，從而獲得綜合性能優(yōu)異的高強高導熱Cu-Be系合金材料的輥套。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高強高導熱銅合金材料輥套，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：Ni：2.2wt％～2.6wt％，Be：0.2wt％～0.6wt％，Si：0.2wt％～0.6wt％，Mg：0.07wt％～0.17wt％，Ca：0.04wt％～0.10wt％，Ag：0.01wt％～0.05wt％，La：0.1wt％～0.3wt％，Co：0.01wt％～0.03wt％，Al：0.1wt％～0.5wt％，Cd：0.1wt％～0.5wt％，余量為Cu。

優(yōu)選的，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：Ni：2.2wt％，Be：0.4wt％，Si：0.4wt％，Mg：0.12wt％，Ca：0.07wt％，Ag：0.03wt％，La：0.2wt％，Co：0.02wt％，Al：0.3wt％，Cd：0.3wt％，余量為Cu。

優(yōu)選的，Ni：2.3wt％，Be：0.6wt％，Si：0.6wt％，Mg：0.17wt％，Ca：0.10wt％，Ag：0.05wt％，La：0.3wt％，Co：0.03wt％，Al：0.5wt％，Cd：0.5wt％，余量為Cu。

優(yōu)選的，所述Ni的質(zhì)量百分比為：Ni：2.4wt％～2.5wt％。

一種高強高導熱銅合金材料輥套的制備方法，包括如下步驟：