[发明专利]一种热挤压和冷锻制备高强度、高耐磨铜硼合金的方法

权利要求书

1.一种热挤压和冷锻制备高强度、高耐磨铜硼合金的方法，其特征在于，具体按照如下步骤进行：

步骤1：根据铜硼二元合金相图，按照硼含量为2.5wt.％-3.5wt.％的比例称取硼颗粒和铜块，通过机加工对铜块进行预处理，在氩气保护下经真空感应熔炼、浇铸定向凝固制备出铜硼合金铸锭；

步骤1中，铜块预处理的具体过程为：通过机加工在铜块中心打孔，再对铜块表面的氧化皮进行打磨，随后将表面处理过的铜块放入超声波清洗器中清洗15-20min，取出漂洗干净后烘干；

将硼颗粒装入预处理后的铜块中心孔中，然后将铜块与硼颗粒整体放入定向凝固炉的感应熔炼坩埚内进行熔炼，熔炼过程采用预抽真空后通氩气；

定向凝固拉拔的速度为2000μm/s；

步骤2：对铜硼合金铸锭进行机械加工，得到短棒状合金铸锭，然后对铜硼合金铸锭进行包覆封装后在马弗炉内保温，随后对铜硼合金进行热挤压变形，通过改变挤压比、挤压速度、挤压筒温度以及热挤压工艺参数，将铜硼合金铸锭挤压至目标变形量，制备出热挤压态铜硼合金棒材；

步骤2具体为：采用外加包套的方式对机加工后的合金铸锭进行包覆封装，经包覆封装的铜硼合金铸锭在马弗炉内随炉升温至880-920℃并保温40-60min，设置挤压筒温度为200℃-400℃，挤压比为4-16，设定挤压速度为200-500mm/min，然后将铜硼合金铸锭夹持至挤压筒内进行热挤压，挤压过程在出口处沿轴向拉拔样品端部，获得不同变形量热挤压态的铜硼合金棒材；

步骤3：对热挤压后的铜硼合金棒材进行机械加工去除表面铜包套，得到冷锻所需的铜硼合金坯料，然后采用空气锤对铜硼合金坯料进行多道次镦拉，通过改变锻打方向及单道次变形量工艺参数，将热挤压态铜硼合金锻打至目标变形量，制备出冷锻态的铜硼合金；

步骤3具体为：在室温下对热挤压后的铜硼合金进行冷锻变形，变形方式采用沿样品轴向冷墩2-6次，然后再沿径向锻压2-6次，锻打过程沿轴向和径向进行往复变形，每个方向锻打次数一致，锻打速度恒定，单道次锻压量0.2-0.8mm，保证铜硼合金的各部分发生均匀变形，控制冷锻变形量为30％-90％，最终制备出晶粒细小、硼颗粒均匀分布的高强度、高耐磨铜硼合金。

2.根据权利要求1所述的一种热挤压和冷锻制备高强度、高耐磨铜硼合金的方法，其特征在于，步骤2中，包套采用T2纯铜包覆并在顶部焊接端盖真空封装，挤压比是按照挤压前后合金截面积之比计算所得。

3.根据权利要求1所述的一种热挤压和冷锻制备高强度、高耐磨铜硼合金的方法，其特征在于，步骤3中，变形量是按照铜硼合金轴向和径向的高度变化来计算得到的。