專利名稱：一種高導易切削銅硒鋰合金材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高導易切削銅硒鋰合金材料及其制備方法，屬于新型合金材料領域。

背景技術：
高導易切削銅合金應用非常廣泛。使用最多的牌號是美國ASTM B 301M C14500銅碲磷合金。由于這種合金具有優(yōu)良的切削性能和較高的導電性，還具有優(yōu)良的抗腐蝕性能。極佳的冷熱加工性能及鍛造性能。因而其應用范圍廣泛，諸如銅合金鍛件，自動機床部件，要求高導電抗腐蝕并能多機床加工的另件，電的連結(jié)器及馬達開關另件，也用于衛(wèi)生設備，釬悍用銅，氣炬噴嘴，晶體管基座，熔爐銅焊等方面。在歐美諸國，幾乎成為定型的應用材料。但是，由于碲是一種稀散元素，地球上總儲量相當稀少，經(jīng)各國歷年開采，礦源與時俱減，加之碲元素在太陽能，夜視等高技術領域中應用日趨增大，碲的市場銷價不斷攀升，近年來最高竟達2000多元/Kg。為了解決碲資源逐年匱乏，讓位于高技術領域?qū)诘男枨?，降低高導易切削銅合金的生產(chǎn)成本，本發(fā)明采用我國儲量相當豐富的硒元素，研制一種環(huán)境友好高導易切削銅硒鋰合金材料，力圖替換銅碲磷合金材料。試驗結(jié)果表明，銅硒鋰合金不僅具有銅碲磷合金的特性，而且有的性能還超過銅碲磷合金，成為另一種新型環(huán)境友好的高導易切削銅合金材料。經(jīng)查新國內(nèi)外尚未見有這種新材料的報導。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種高導易切削銅硒鋰合金材料及其制備方法，其特點是以硒元素替換碲元素，研制銅硒鋰高導易切削銅合金材料，保持電氣產(chǎn)業(yè)對這種新材料需求的持續(xù)發(fā)展。
本發(fā)明的目的由以下技術措施實現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為重量百分比份數(shù)。
高導易切削銅硒鋰合金材料由以下化學成分組成，按重量百分比計為 Se0.1～0.8 Li0.02～0.1 Cu余量 其中，Se的純度＞99.9％，Li的純度＞99.9％，Cu為工業(yè)純銅及不可避免的雜質(zhì)。
高導易切削銅硒鋰合金材料的制備方法 將電爐熔溝熔化后，用木炭覆蓋保溫，逐步加入工業(yè)純銅99.88～99.10％。固態(tài)銅熔清后，把銅液溫度升到1195～1220℃時。向爐中加入Se元素0.1～0.8％，熔煉50～70分鐘，使硒均勻分布于銅液中，再加入Li元素0.02～0.1％，15～25分鐘后，在結(jié)晶器中于溫度1150～1180℃結(jié)晶，并冷卻鑄錠，再將鑄錠加熱至800～850℃，熱擠壓或冷拔成各類型材。
性能測試 1、高導易切削銅硒鋰合金材料結(jié)構原理 硒是銅基體的非固溶元素。既不溶解于銅液中，也不固溶于固態(tài)銅中。因此，在合金熔煉過程中，硒粒子必須在銅液中均勻分布，否則會導致硒分布非均衡性，從而影響合金錠在長度方向性能的不均衡變化。合金在凝固過程中，非固溶的硒原子從合金液中析出并與高溫銅原子產(chǎn)生化學反應，生成Cu2Se質(zhì)點相，尺寸約在3～8微米，隨機均布于銅基體的晶界和晶內(nèi)，該材料由銅和Cu2Se兩種獨立物相組成。故對銅基體導電性的削弱較小，又強化了銅基體。鑒于Cu2Se相是屬于脆性質(zhì)點，故賦予合金具有優(yōu)良的切削性能。
2、高導易切削銅硒鋰合金材料的化學成份檢驗并與ASTM C14500進行對比，詳見表2所示。
3、高導易切削銅硒鋰合金材料的主要物理性能并與ASTM C14500進行對比，詳見表3所示。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點 1、本發(fā)明合金材料的性能全面達到美國ASTM B 301M C14500的標準，有的性能如易切削性，導電率等還優(yōu)于后者，可替換C14500在工程技術中的應用。
2、采用本發(fā)明合金材料可大量節(jié)省稀散元素碲，支持太陽能等高端科技功能材料對碲元素的需求。
3、開辟了我國富硒資源的新用途。開拓了無鉛環(huán)保的高導易切削銅硒鋰合金的新途徑。
4、采用的硒元素市場價格約為碲元素的1/3～1/2，因此，銅硒鋰合金較C14500牌號合金在添加元素的成本上有大幅度降低。有廣闊的市場前景。

具體實施例方式 下面通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述，有必要在此指出的是本實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。
實施例 高導易切削銅硒鋰合金材料的制備實施例如表1所示。
表1高導易切削銅硒鋰合金材料的制備 表2高導易切削銅硒鋰合金材料化學成分檢驗 并與ASTM C14500進行對比(重量百分比) 表3高導易切削銅硒鋰合金材料的主要物理性能 并與ASTM C14500進行對比(材料均為半硬態(tài))
權利要求
1.一種高導易切削銅硒鋰合金材料，其特征在于該合金材料由以下化學成分組成，按重量百分比計為
Se 0.1～0.8
Li 0.02～0.1
Cu 余量
2.如權利要求1所述高導易切削銅硒鋰合金材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟
將電爐熔溝熔化后，用木炭覆蓋保溫，逐步加入工業(yè)純銅99.88～99.10wt％。固態(tài)銅熔清后，把銅液溫度升到1195～1220℃時。向爐中加入Se元素0.1～0.8％，熔煉50～80分鐘，使硒均勻分布于銅液中，再加入Li元素0.02～0.1％，15～25分鐘后，在結(jié)晶器中于溫度1150～1180℃結(jié)晶，并冷卻鑄錠，再將鑄錠加熱至800～850℃，熱擠壓或冷拔成各類型材。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高導易切削銅硒鋰合金材料及其制備方法，其特點是該合金材料由以下化學成分組成，按重量百分比計為Se 0.1～0.8，Li 0.02～0.1，Cu余量，并按下述工藝步驟和工藝參數(shù)制備將電爐熔溝熔化后，用木炭覆蓋保溫，逐步加入工業(yè)純銅99.88～99.10wt％。固態(tài)銅熔清后，把銅液溫度升到1195～1220℃時。向爐中加入Se元素0.1～0.8％，熔煉50～70分鐘，使硒均勻分布于銅液中，再加入Li元素0.02～0.1％，15～25分鐘后，在結(jié)晶器中于溫度1150～1180℃結(jié)晶，并冷卻鑄錠，再將鑄錠加熱至800～850℃，熱擠壓或冷拔成各類型材。
文檔編號C22C1/02GK101768682SQ20101908700
公開日2010年7月7日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權日2010年2月8日
發(fā)明者侯仁義, 陳家釗, 侯立瑋, 王云戶, 葉輝成, 魯開福 申請人:四川鑫炬礦業(yè)資源開發(fā)股份有限公司