[发明专利]一种高强高导易切削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，尤其涉及一种高强高导易切削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高强高导易切削铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有高强度、导电性好、切削性好的优点。

本发明的技术方案如下：

一种高强高导易切削铜合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：镍1.6-2.5、镧0.06-0.15、V0.05-0.07、Zr0.06-0.09、Bi0.5-0.8、余量为铜。

所述的高强高导易切削铜合金材料的生产方法，其特征在于：

（1）、准备纯铜与废铜按1：0.3-0.7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、V；（2）镧、Zr；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22-26分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以210-220℃/小时速率升温至250-260℃，保温50-60分钟，再以210-220℃/小时速率升温至590-610℃，保温2-3小时；再以250-260℃/小时速率降温至90-110℃，保温1-2小时；再以210-220℃/小时速率升温至350-360℃，保温1-2小时；再以250-260℃/小时速率降温至100-120℃；再以200-210℃/小时速率升温至270-290℃，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8-12、凹凸棒土8-12、蛭石5-8、凹凸棒土8-10、麦饭石3-4、树木灰烬1-2、氯化钾5-8、氟化钙3-5、硝酸钠3-5；其制备方法是将二氧化硅、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麦饭石、树木灰烬混合，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

本发明合金通过添加镧，提高了铜合金的切削性能和导电性；通过合理控制铸后处理温度，使用废铜作为原料，使芯部硬度与表面硬度基本一致,提高了强度，合金品质均一。本发明铜合金还具有优异的耐腐蚀性能，无毒环保，可替代铍铜合金。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

一种高强高导易切削铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：镍1.6-2.5、镧0.06-0.15、V0.05-0.07、Zr0.06-0.09、Bi0.5-0.8、余量为铜。

所述的高强高导易切削铜合金材料的生产方法为：

（1）、准备纯铜与废铜按1：0.5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、V；（2）镧、Zr；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为24分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以215℃/小时速率升温至255℃，保温55分钟，再以215℃/小时速率升温至595℃，保温2.5小时；再以255℃/小时速率降温至95℃，保温1.5小时；再以215℃/小时速率升温至355℃，保温1.5小时；再以255℃/小时速率降温至110℃；再以205℃/小时速率升温至280℃，保温2.5小时，取出空冷即得。