[发明专利]一种环保易切削镍铜合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种环保易切削镍铜合金材料及其制备方法。

背景技术

铜因其良好的导电性，可塑性，耐腐蚀性，应用非常广泛。在铜合金中添加铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等元素，可以改善铜的性能，用于不同的场所。目前我国现有的铜合金仍存在一些问题，如合金内含有大量杂质元素，高温疲劳性差、高温强度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系数大，使用寿命短；导电性差，浪费电能；弯曲加工性能差，容易折断；质量重，施工困难；还不能满足市场要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保易切削镍铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有高强度、切削性能优异、导电性能良好的优点。

本发明的技术方案如下：

一种环保易切削镍铜合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铁0.3-0.4、锰1.9-2.2、硅0.2-0.4、镍35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、余量为铜。

所述的环保易切削镍铜合金材料的生产方法，其特征在于：

（1）、准备纯铜与废铜按1：0.3-0.5比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；

（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）镍；（2）铁、锰；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-23分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以230-240℃/小时速率升温至300-320℃，保温50-60分钟，再以250-260℃/小时速率升温至570-590℃，保温1-2小时；再以270-280℃/小时速率降温至340-350℃，保温30-50分钟，再以240-250℃/小时速率降温至80-100℃，保温1-2小时；再以230-240℃/小时速率升温至340-350℃，保温1-2小时；再以250-260℃/小时速率降温至100-120℃，保温1-2小时；再以170-190℃/小时速率升温至290-300℃，保温2-3小时，取出空冷即得。

所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：二氧化硅35-40、三氧化二铝10-15、凹凸棒土5-10、蛭石5-8、树木灰烬1-2、海泡石粉3-4、蛭石粉1-2、蒙脱石粉2-3、刚玉粉1-2、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、氟化钙2-3、碳酸钠3-4、氟硅酸钠4-5；其制备方法是将二氧化硅、三氧化二铝、凹凸棒土、蛭石、树木灰烬、海泡石粉、蛭石粉、蒙脱石粉、刚玉粉、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。

本发明的有益效果

本发明镍铜合金具有高的强度，综合力学性能优异，还具有优良的导电性能良好的切削性能，降低切削力与切削温度,明显提高刀具寿命,降低工件的表面粗糙度,改善切屑处理性；本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。

具体实施方式

一种环保易切削镍铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铁0.3-0.4、锰1.9-2.2、硅0.2-0.4、镍35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、余量为铜。

所述的环保易切削镍铜合金材料的生产方法为：

（1）、准备纯铜与废铜按1：0.4比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；

（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）镍；（2）铁、锰；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以235℃/小时速率升温至310℃，保温55分钟，再以255℃/小时速率升温至580℃，保温1.5小时；再以275℃/小时速率降温至345℃，保温40分钟，再以245℃/小时速率降温至90℃，保温1.5小时；再以235℃/小时速率升温至345℃，保温1.5小时；再以255℃/小时速率降温至110℃，保温1.5小时；再以180℃/小时速率升温至296℃，保温2.5小时，取出空冷即得。