[发明专利]一种电机设备用的铜合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电机设备用的铜合金材料及其制备方法，该材料由如下重量百分数的组分组成：锌：1‑2％，锡：1.5‑3％，锰：0.4‑0.6％，镍：0.4‑0.6％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。本发明选取的材料价格较低，锡、锌、锰和镍元素用于取代银，从而降低材料的制作成本，在保证合金材料导电性能的同时，提高材料的强度、硬度；提高了材料的实效硬化处理效果，满足材料在400℃环境下使用，提升了材料在机车电子导电部件中的使用年限。

技术领域

本发明涉及合金材料领域，特别涉及一种电机设备用的铜合金材料及其制备方法。

背景技术

TAg0.1银铜合金是一种合金材料，它是通过在铜中加入少量的银，在不降低材料的导电、导热和塑形的同时，用来提高材料的软化温度(再结晶温度)和蠕变强度。该材料具有很好的耐磨性、导电性和耐腐蚀性，如制作成电车线时，使用寿命比一般硬铜高2-4倍；以及良好的导电、导热、耐蚀和加工性能等特点，可以焊接和钎焊；但是该材料实效硬化的效果不显著，且易引起“氢病”，不宜在高温(如370℃)还原性气氛中加工(退火、焊接等)和使用；因此，一般采用冷作硬化来提高强度。该材料主要用于制作耐热、导电器材，如电机换向器片、发电机转子导体、点焊电极、通讯线、引线、导线、电子管材料等。随着高速铁路的迅猛发展，该类材料的应用取得了进步，但是由于材料成本较高，且使用寿命有待进一步提高，使用环境(高于370℃)需要进一步多样化等，限制了相应的使用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电机设备用的铜合金材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种电机设备用的铜合金材料，由如下重量百分数的组分组成：锌：1-2％，锡：1.5-3％，锰：0.4-0.6％，镍：0.4-0.6％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。

进一步地，由如下重量百分数的组分组成：锌：1％，锡：1.5％，锰：0.4％，镍：0.4％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。

进一步地，由如下重量百分数的组分组成：锌：1.5％，锡：2％，锰：0.5％，镍：0.5％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。

进一步地，由如下重量百分数的组分组成：锌：2％，锡：3％，锰：0.6％，镍：0.6％，不可避免的杂质铁≤0.03％，不可避免的杂质铅≤0.03％，余量为铜。

本发明还公开了一种制备上述电机设备用的铜合金材料的方法，包括以下步骤：

步骤一，按照比例将电解铜添加到500kg中频电炉中进行熔炼，然后将锰添加到铜溶液中进行熔炼；

步骤二，将锡、锌和镍按照比例添加至熔炼完成的合金溶液中，并开启搅拌装置进行机械搅拌；

步骤三，采用斯派克直读光谱仪对熔炼完成的铜合金水进行成分检测，以确定其化学成分在国标要求范围之内；

步骤四，开启振动装置及搅拌装置进行振动和搅拌，；开启铸造拉拔设备进行铸造拉拔；按照预定的产品形状铸造毛坯型材；

步骤五，将铸造完成的毛坯型材进行表面处理，根据相应产品规格尺寸进一步加工处理，完成后包装入库。

进一步地，在步骤一中，加入电解铜后，逐渐将熔炼温度升至1280℃，锰添加到铜溶液中的熔炼时间为1-2小时。

进一步地，在步骤二中，加入锡、锌和镍后，降温至1150℃-1200℃。

进一步地，在步骤二中，搅拌速度为260r/min，搅拌时间为15min；搅拌完成后降温至1050℃。