專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鎳硅青銅合金材料及其加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有色金屬加工技術(shù)，特別涉及一種鎳硅青銅合金材料及其加 工工藝。
技術(shù)背景鎳硅青銅合金由于具有髙強(qiáng)度、優(yōu)良的耐蝕性、耐磨性、成形性、耐應(yīng)力松 馳性能及熱冷加工性能，屬于髙強(qiáng)度耐磨青銅，主要用于航空、軍工軸承、船 舶構(gòu)件、電氣化鐵路器件等領(lǐng)域。近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)髙速增長(zhǎng)，特別 是機(jī)電制造、船舶、電氣化鐵路等行業(yè)的快速發(fā)展使得鎳硅青銅材料需求量逐 年穩(wěn)步增長(zhǎng)。尤其是電氣化鐵路使用的整體吊懸線夾及定位線夾用鎳硅青銅材 料，由于其成本高、工藝復(fù)雜、技術(shù)和質(zhì)量要求髙、采購(gòu)周期長(zhǎng)等原因，需要 大量進(jìn)口，為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)及技術(shù)，采用國(guó)產(chǎn)材料替代進(jìn)口，具有十分重大的發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為解決目前國(guó)內(nèi)的鎳硅青銅材料成本髙、工藝復(fù)雜、技術(shù)和質(zhì)量要 求高、采購(gòu)周期長(zhǎng)，需要大量進(jìn)口的問(wèn)題，提供了一種鎳硅青銅合金材料及其加工工藝，其中的鎳硅青銅合金材料是以Cu—Ni—Si元系為基的合金，具體由 銅、鎳、硅為主要合金及錳、鐵為微量元素和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。銅具有 極高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能及良好的耐蝕性，在鎳硅青銅合金中重量比最多，為余 量；鎳起到提髙合金的抗蝕性與韌性，所以控制在1.6 3.4%范圍內(nèi)；硅通 過(guò)添加Si可以提高合金力學(xué)性能、耐蝕、耐磨及焊接性能，并可熱冷態(tài)壓力加 工等性能。但過(guò)高會(huì)嚴(yán)重產(chǎn)生塑性劇烈下降，造成不能進(jìn)行壓力加工，過(guò)低則 達(dá)不到預(yù)期效果，故組分含暈控制在0,15 1.1%范圍內(nèi)；錳屬于高嬸點(diǎn)合金元素，Mn的加入可以通過(guò)固溶強(qiáng)化提高銅合金強(qiáng)度和硬度，其與硅結(jié)合生成硬 度相當(dāng)髙的六方結(jié)構(gòu)的MnsSi3,從而提髙合金耐磨性。但過(guò)高對(duì)合金性能帶來(lái) 負(fù)面影響，過(guò)低則達(dá)不到理想要求，故組分含量嚴(yán)格控制在^1.0%以下；鐵 可以提髙合金的力學(xué)性能和工藝性能，所以組分含量嚴(yán)格控制在《0. 6%以下； 以及不可避免的雜質(zhì)嚴(yán)格控制在《0. 3%以下。
該鎳硅青銅合金材料可根據(jù)場(chǎng)合所用要求不同，如電氣化鐵路上不同場(chǎng)合 的整體吊懸線夾和定位線夾，采用軋制工藝加工方法制作成整體吊懸線夾用鎳 硅青銅合金板材或帶材；還可采用擠壓拉伸工藝加工方法制作成定位線夾用鎳 硅青銅合金棒材或型材。而該鎳硅青銅合金材料的軋制加工工藝方法或者擠壓 拉伸加工工藝方法，屬于一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，具有單一性，均屬于本發(fā)明所述 的一種鎳硅青銅合金材料的加工工藝；軋制工藝流程熔鑄、加熱、熱軋淬水、 銑面、冷軋、切邊、退火、冷軋、退火、剪切、入庫(kù)，制作成銅鎳硅靑銅合金 板、帶材；擠壓拉伸工藝流程熔鑄、加熱、擠壓、拉伸、退火、酸洗、拉伸、 光亮退火、精整、入庫(kù)，制作成銅鎳硅青銅合金棒、型材。
本發(fā)明的有益效果通過(guò)本發(fā)明加工的鎳硅青銅合金材料成本低，工藝簡(jiǎn) 單，技術(shù)含量高，質(zhì)量好，采購(gòu)周期相對(duì)較短，廣泛用于航空、軍工軸承、船 舶構(gòu)件、電氣化鐵路器件等領(lǐng)域。滿足了由于機(jī)電制造、船舶、電氣化鐵路等 行業(yè)的快速發(fā)展使得鎳硅青銅材料需求量逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)的要求。尤其是電氣化 鐵路線夾用鎳硅青銅材料，為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)及技術(shù)，采用國(guó)產(chǎn)材料替代進(jìn)口， 具有十分重大的意義。
采用軋制工藝加工方法制作成的板材或帶材，力學(xué)性能達(dá)到Rm480 580MPa,維氏硬度HV100 150, A>10%;采用擠壓拉伸工藝加工制作的棒材或 型材，力學(xué)性能達(dá)到Rm^240MPa,維氏硬度HV80 150， A>20%。


圖1為軋制加工鎳硅青銅板材、帶材的工藝流程。
圖2為擠壓拉伸加工鎳硅青銅棒材、型材的工藝流程。 實(shí)施例1:
采用軋制加工制作Y態(tài)2X600X85.14咖的CuNi2Si鎳硅青銅合金板材，工 藝方法采用
熔鑄鎳硅青銅材料組分按重量分別稱(chēng)重銅余量、鎳1.6 3.4%、硅0.15 1.1%及錳《1. 0%、鐵《0. 6%和不可避免的雜質(zhì)《0. 3%分別稱(chēng)重配料先后投入 熔煉爐，熔鑄成錠坯；
加熱采用加熱爐將鑄錠進(jìn)行加熱，加熱溫度850 980"C、保溫時(shí)間2
3h;
進(jìn)行固熔處理，軋制率90 95%;
銑面采用雙面銑對(duì)熱軋后的板坯進(jìn)行銑面；
冷軋采用初軋機(jī)對(duì)銑過(guò)面的板坯進(jìn)行第一次冷軋，軋制率40 70%; 切邊采用剪切機(jī)對(duì)冷軋后的板坯進(jìn)行切邊；
退火采用退火爐對(duì)切過(guò)邊的板坯進(jìn)行中間退火，退火溫度400 550 1C 退火時(shí)間4 12h;
冷軋對(duì)退過(guò)火的板坯再次進(jìn)行冷軋至成品板材，軋制率30 80%;
剪切采用剪切機(jī)對(duì)成品板材按合同要求進(jìn)行剪切；
入庫(kù)對(duì)剪切后的板材按合同要求進(jìn)行檢査合格后進(jìn)行包裝入庫(kù)。 實(shí)施例2:
采用擠壓拉伸加工制作M態(tài)0) 18X3000鵬的CuNi2Si合金棒材,工藝方法采用熔鑄鎳硅青銅材料組分按重量分別稱(chēng)重配料銅余量、鎳1.6 3.4%、硅 0.1S 1.1M及錳《1. 0%、鐵《0. 6%和不可避免的雜質(zhì)《0. 3%分別稱(chēng)重先后投 入熔煉爐，熔鑄成錠坯；加熱采用感應(yīng)加熱爐將錠坯進(jìn)行加熱，加熱溫度850 900"C、加熱時(shí) 間3 6邁in;擠壓采用油壓機(jī)對(duì)加熱的錠坯進(jìn)行擠壓加工成坯料，擠壓比26 45; 拉伸采用拉伸機(jī)對(duì)擠壓后的坯料進(jìn)行第一次拉伸加工，拉伸加工率38-45%;退火采用退火爐對(duì)拉伸后的坯料進(jìn)行中間退火，退火溫度6S01C 700 "退火時(shí)間2 4h;拉伸采用拉伸機(jī)對(duì)退火后的坯料再次進(jìn)行拉伸加工至成品棒材，拉伸加 工率25 40%;光亮退火采用退火爐對(duì)成品棒材進(jìn)行成品光亮退火，退火溫度6501C 700tJ、退火時(shí)間1 3h;精整對(duì)退火后的成品棒材進(jìn)行人工或機(jī)械精整;入庫(kù)按合同要求對(duì)精整后的成品棒材進(jìn)行檢查合格后進(jìn)行包裝入庫(kù)。
權(quán)利要求
1. 一種鎳硅青銅合金材料及其加工工藝，其特征在于鎳硅青銅材料組分是由銅余量；鎳1.6～3.4％；硅0.15～1.1％；錳≤1.0％；鐵≤0.6％；雜質(zhì)≤0.3％，共同組合而成；其加工工藝采用軋制加工工藝制作成板材、帶材；采用擠壓拉伸加工工藝制作成棒材、型材。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳硅青銅合金材料的加工工藝，其特征在于 其中所述的軋制工藝加工方法為熔鑄、加熱、熱軋淬水、銑面、冷軋、切邊、 退火、冷軋、退火、剪切、入庫(kù)，制作成銅鎳硅青銅合金板材、帶材。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鎳硅青銅合金材料的加工工藝，其特征在于 其中所述的軋制工藝加工方法中加熱錠坯加熱溫度為850 980"C、保溫時(shí) 間為2 3h;熱軋淬水對(duì)加熱的錠坯進(jìn)行開(kāi)坯熱軋并采用常溫水在線淬水進(jìn)行 固熔處理；軋制率為90 95%;冷軋對(duì)板坯進(jìn)行第一次冷軋，軋制率為40 70%;退火對(duì)板坯進(jìn)行中間退火，退火溫度為400 550TC,退火時(shí)間4 12h: 冷軋對(duì)板坯進(jìn)行第二次冷軋至成品板材、帶材，軋制率為30 80%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳硅青銅合金材料的加工工藝，其特征在于其中所述的擠壓拉伸工藝加工方法為，熔鑄、加熱、擠壓、拉伸、退火、酸洗、 拉伸、光亮退火、精整、入庫(kù)，制作成銅鎳硅青銅合金棒材、型材。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鎳硅青銅合金材料的加工工藝，其特征在于 其中所述的擠壓拉伸工藝方法中加熱對(duì)錠坯進(jìn)行加熱，加熱溫度為850 900 T、加熱時(shí)間為3 6min;擠壓對(duì)錠坯進(jìn)行擠壓加工成坯料，擠壓比為26 45;拉伸對(duì)坯料進(jìn)行拉伸加工，拉伸加工率為38 45%;退火對(duì)坯料進(jìn)行 中間退火，退火溫度為650 700"C、退火時(shí)間為2 4h;拉伸對(duì)坯料再次進(jìn) 行拉伸加工至成品棒、型材，拉伸加工率為25 40%;光亮退火對(duì)成品棒、 型材進(jìn)行光亮退火，退火溫度為650 700C、退火時(shí)間為l 3h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鎳硅青銅合金材料及其加工工藝，其中的鎳硅青銅合金材料是以Cu-Ni-Si元系為基的合金，由銅、鎳、硅為主要合金及錳、鐵微量元素和雜質(zhì)構(gòu)成；通過(guò)軋制工藝加工方法和擠壓拉伸工藝加工方法制作成不同的材料，本發(fā)明加工的鎳硅青銅合金材料成本低，工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)含量高，質(zhì)量好，采用軋制工藝加工方法制作成的板材或帶材，力學(xué)性能達(dá)到Rm480～580MPa，維氏硬度HV100～150，A≥10％；采用擠壓拉伸工藝加工制作的棒材或型材，力學(xué)性能達(dá)到Rm≥240MPa，維氏硬度HV100～150，A≥20％。
文檔編號(hào)B21B1/36GK101289716SQ20081004974
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者燕 盧, 葉成效, 張書(shū)遠(yuǎn), 張文芹, 曹秀蘭, 剛 王, 王慶彥, 趙萬(wàn)花, 陳少華, 韓衛(wèi)光 申請(qǐng)人:中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司