專利名稱：一種銅鎳錫合金及其線材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金工業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種銅鎳錫合金及其線材的制備方法。
背景技術(shù)：
在高彈性銅合金中，鈹青銅是最常用的彈性合金，但其生產(chǎn)過程中粉塵有毒、成本極高，不宜長時間在較高溫度下工作，在許多場合應(yīng)用受到限制。銅鎳錫合金是一種不含鈹?shù)你~基彈性合金，與鈹銅相比，其生產(chǎn)過程無毒、成本較低且具有較高的熱穩(wěn)定性和高溫強度，易于冷、熱壓力加工，易于焊接，是公認的鈹銅良好的替代品。該類合金經(jīng)過冷加工后再時效，可以獲得很高的強度、硬度和優(yōu)良的彈性性能， 同時又具有很好的耐蝕性能和抗氧化性能，廣泛應(yīng)用于制造耐蝕結(jié)構(gòu)件、彈簧和接插件等。目前國內(nèi)外普遍采用的銅鎳錫合金線材的生產(chǎn)工藝為使用真空熔煉技術(shù)制備合金鑄錠，經(jīng)過大型加工設(shè)備壓力加工至棒材，再利用拉拔技術(shù)生產(chǎn)合金線材，整個生產(chǎn)工藝流程長，成材率不高，生產(chǎn)成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種性能優(yōu)良的銅鎳錫合金，本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述銅鎳錫合金的線材的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種銅鎳錫合金，由以下重量百分比的組分組成鎳7 11 %，錫4 8 %，鈰 0. 02 0. 04%，余量為銅和不可避免的雜質(zhì)。一種上述銅鎳錫合金的線材的制備方法，包括如下步驟(1)將銅、鎳和錫按照所述重量百分比配成符合成分要求的爐料，熔煉成金屬液， 并做爐前分析；(2)將金屬液升溫至精煉溫度，扒渣并添加覆蓋劑，然后對金屬液進行脫氧、除氣處理，并按重量百分比添加鈰，作為晶粒細化劑。(3)對金屬液進行水平連鑄獲得線坯；(4)對獲得的線坯進行均勻化處理得線材；(5)將所述線材進行多道次拉拔加工-退火處理-拉拔循環(huán)加工，獲得軟態(tài)成品；(6)將所述軟態(tài)成品進行拋光并冷加工后時效處理，得加工時效態(tài)成品。所述步驟⑵中的精煉溫度優(yōu)選為1200 1250°C。所述步驟(3)中水平連鑄優(yōu)選采用拉-停-退-停的牽引工藝，所述水平連鑄的線坯連鑄結(jié)晶器優(yōu)選采用銅質(zhì)冷卻套。所述步驟(4)中均勻化處理的溫度優(yōu)選為780V，時間優(yōu)選為4小時。所述步驟(5)中退火處理的溫度優(yōu)選為800°C，時間優(yōu)選為1小時，并水冷。所述步驟(6)中加工后時效處理的溫度優(yōu)選為350°C，時間優(yōu)選為1小時。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的銅鎳錫合金由以下重量百分比的組分組成鎳7 11 %，錫4 8 %，鈰0. 02 0. 04%，余量為銅和不可避免的雜質(zhì)，所述銅鎳錫合金與鈹銅合金性能相當(dāng)。本發(fā)明的銅鎳錫合金的線材的制備方法采用水平連鑄，與國內(nèi)外普遍采用的真空熔煉技術(shù)相比，本發(fā)明的方法成材率高，加工設(shè)備簡單，投資小，工藝流程短，生產(chǎn)效率高，且可獲得性能同等優(yōu)良的線材產(chǎn)品。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合實例對本發(fā)明做進一步說明實施例11、配料、熔煉、爐前分析原料銅425KG，鎳47. 5KG，錫27. 5KG，配成符合成分要求的爐料，經(jīng)核準(zhǔn)后加入自制的工頻保溫爐熔化。爐料熔化后認真攪拌并取樣進行爐前化學(xué)分析，上述配方配成的爐料熔化后得到的合金成分重量百分比為銅84. 96%，鎳9. 5%，錫 5. 46%，雜質(zhì) 0. 08%。2、精煉將溶液升溫至1200 1250°C，扒渣并添加覆蓋劑，然后對金屬液進行脫氧、除氣處理。按重量百分比添加0.03%稀土鈰，作為晶粒細化劑。3、水平連鑄啟動水平連鑄牽引機，采用拉-停-退-停牽引工藝，連鑄產(chǎn)品由牽引機卷取收卷。線坯連鑄結(jié)晶器采用銅質(zhì)冷卻套，同時加大二次冷卻水流量，可大大提高冷卻強度，降低錫在凝固中的偏析程度。4、均勻化處理對獲得的線坯進行均勻化處理，工藝為780°C +4h。5、拉拔加工線材經(jīng)多道次拉拔加工-退火處理-拉拔循環(huán)加工后，可獲得要求尺寸的軟態(tài)成品。其中，退火處理工藝為800°C +Ih水冷。6、時效處理對獲得的軟態(tài)成品進行加工后時效處理，處理工藝為350°C +Ih0本實施例獲得了 Φ4. 5mm的軟態(tài)成品和Φ2. 8mm加工時效態(tài)成品。表1中列出了相同規(guī)格的實施例1線材產(chǎn)品(以下稱例1產(chǎn)品)、采用真空熔煉技術(shù)制備的進口銅鎳錫合金線材(Cu9Ni6Sn，化學(xué)成分與實施例1中產(chǎn)品接近，以下稱樣品二)以及鈹銅QBe2線材的力學(xué)性能對比。表1例一產(chǎn)品、樣品二與鈹銅QBe2力學(xué)性能對比
權(quán)利要求
1.一種銅鎳錫合金，其特征在于該合金由以下重量百分比的組分組成鎳7 11%， 錫4 8%，鈰0. 02 0. 04%，余量為銅和不可避免的雜質(zhì)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的銅鎳錫合金的線材的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將銅、鎳和錫按照所述重量百分比配成符合成分要求的爐料，熔煉成金屬液，并做爐前分析；(2)將金屬液升溫至精煉溫度，扒渣并添加覆蓋劑，然后對金屬液進行脫氧、除氣處理， 并按所述重量百分比添加鈰。(3)對金屬液進行水平連鑄獲得線坯；(4)對獲得的線坯進行均勻化處理得線材；(5)將所述線材進行多道次拉拔加工-退火處理-拉拔循環(huán)加工，獲得軟態(tài)成品；(6)將所述軟態(tài)成品進行拋光并冷加工后時效處理，得加工時效態(tài)成品。
3.如權(quán)利要求2所述的一種銅鎳錫合金的線材的制備方法，其特征在于所述步驟O) 中的精煉溫度為1200 1250°C。
4.如權(quán)利要求2所述的一種銅鎳錫合金的線材的制備方法，其特征在于所述步驟(3) 中水平連鑄采用拉-停-退-停的牽引工藝。
5.如權(quán)利要求4所述的一種銅鎳錫合金的線材的制備方法，其特征在于所述水平連鑄的線坯連鑄結(jié)晶器采用銅質(zhì)冷卻套。
6.如權(quán)利要求2所述的一種銅鎳錫合金的線材的制備方法，其特征在于所述步驟中均勻化處理的溫度為780°C，時間為4小時。
7.如權(quán)利要求2所述的一種銅鎳錫合金的線材的制備方法，其特征在于所述步驟(5) 中退火處理的溫度為800°C，時間為1小時，并水冷。
8.如權(quán)利要求2所述的一種銅鎳錫合金的線材的制備方法，其特征在于所述步驟(6) 中加工后時效處理的溫度為350°C，時間為1小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅鎳錫合金及其線材的制備方法。本發(fā)明的銅鎳錫合金由以下重量百分比的組分組成鎳7～11％，錫4～8％，鈰0.02～0.04％，余量為銅和不可避免的雜質(zhì)，該合金與鈹銅合金性能相當(dāng)。本發(fā)明的銅鎳錫合金的線材的制備方法采用水平連鑄，與國內(nèi)外普遍采用的真空熔煉技術(shù)相比，本發(fā)明的方法成材率高，加工設(shè)備簡單，投資小，工藝流程短，生產(chǎn)效率高，且可獲得性能同等優(yōu)良的線材產(chǎn)品。
文檔編號B22D11/00GK102485925SQ20111037699
公開日2012年6月6日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者劉永紅, 盧曉軍, 李祥, 秦如德, 黃文輝 申請人:廈門火炬特種金屬材料有限公司