一種鎳鉻硅青銅合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鎳鉻硅青銅合金及其制備方法，鎳鉻硅青銅合金化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鎳：3.0-4.0％、硅：1.0-2.0％、鉻：0.4-0.6％、銅：余量、及不可避免的雜質(zhì)總和：≤0.2％，其特征在于，所述化學(xué)成分質(zhì)量百分比中還含有碳：0.1-0.3％。制備方法為：配料→熔鑄→鋸切→加熱→水封擠壓→拉伸→退火→拉伸→成品時(shí)效退火→包裝入庫(kù)。本發(fā)明提供的鎳鉻硅青銅作為核電設(shè)備的關(guān)鍵材料，用于制作其各個(gè)關(guān)鍵部件，可以滿足使用各種高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金要求，其壽命也能滿足核電設(shè)備的安全運(yùn)行，完全可以替代目前此材料的國(guó)外進(jìn)口。
【專利說(shuō)明】一種鎳鉻硅青銅合金及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有色金屬加工領(lǐng)域技術(shù)，尤其涉及到一種鎳鉻硅青銅合金及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]核電站只需消耗很少的核燃料，就可以產(chǎn)生大量的電能，每千瓦時(shí)電能的成本比火電站要低20%以上。核電站還可以大大減少燃料的運(yùn)輸量。一座100萬(wàn)千瓦的火電站每年耗煤三四百萬(wàn)噸，而相同功率的核電站每年僅需鈾燃料三四十噸。核電的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是干凈、無(wú)污染，幾乎是零排放，對(duì)于發(fā)展迅速環(huán)境壓力較大的中國(guó)來(lái)說(shuō)，再合適不過(guò)。中國(guó)正在加大能源結(jié)構(gòu)調(diào)整力度。積極發(fā)展核電、風(fēng)電、水電等清潔優(yōu)質(zhì)能源已刻不容緩。中國(guó)能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主體，清潔優(yōu)質(zhì)能源的比重偏低。鎳鉻硅青銅作為核電設(shè)備的關(guān)鍵材料，用于制作各個(gè)關(guān)鍵部件，要求使用各種高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金，其壽命決定著核電設(shè)備的安全運(yùn)行，隨著核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的要求，相關(guān)銅合金的研制開發(fā)顯得日益緊迫，目前此材料均為國(guó)外進(jìn)口。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是是提供一種鎳鉻硅青銅合金及其制備方法，滿足核電用鎳鉻硅青銅合金棒材或管材或型材的合金的需求。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開了一種鎳鉻硅青銅合金，鎳鉻硅青銅合金化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:鎳: 3.0-4.0%、硅:1.0-2.0%、鉻:0.4-0.6%、銅:余量、及不可避免的雜質(zhì)總和S 0.2% ;其中雜質(zhì)總和中:鐵:≤0.04%、錳:≤0.03%、鉛:≤0.003%、鋅:^ 0.04%、錫:≤0.01%、鋁:≤0.005%、磷:≤0.003%、鎂:≤0.003%，其特征在于，所述化學(xué)成分質(zhì)量百分比中還含有碳:0.1-0.3%。
[0005]優(yōu)選的，鎳鉻硅青銅合金化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:鎳:3.5 %、硅:1.5%、鉻:
0.5*%、碳:0.2*%、銅:余量、及不可避免的雜質(zhì)總和:< 0.2 % ;其中雜質(zhì)總和中:鐵:^ 0.04%、錳:≤ 0.03%、鉛:≤ 0.003%、鋅:≤ 0.04%、錫:≤ 0.01%、鋁:≤ 0.005%、磷:(0.003%、鎂:≤ 0.003%。
[0006]制備上述鎳鉻硅青銅合金的方法包括以下步驟:(I)依據(jù)配方要求進(jìn)行配料；(2)采用高溫爐進(jìn)行熔煉，加料順序?yàn)殂~、鎳、硅、鉻，熔煉出爐溫度為1000-1200°C ；(3)采用煙灰覆蓋半連續(xù)紅錠鑄造，鑄造速度50~60mm/min，一次水壓力為20~60Kpa，二次水流量為20~40升/分鐘；(4)采用鋸床對(duì)鑄錠進(jìn)行頭尾鋸切；(5)采用加熱爐對(duì)鋸切后的鑄錠進(jìn)行加熱，加熱溫度:700-800°C、加熱時(shí)間:3-4小時(shí)；(6)采用油壓機(jī)及配套的擠壓模具對(duì)加熱后的鑄錠進(jìn)行水封擠壓，擠壓速度:20-40mm/s、擠壓比:10_25、水封擠壓溫度:700-8000C ； (7)采用拉伸機(jī)對(duì)水封擠壓后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行拉伸，拉伸速度:4-15m/min、拉伸系數(shù):1.18-1.26、拉伸道次:12次；(8):采用退火爐對(duì)拉伸后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行中間退火，退火溫度:700-800°C、退火時(shí)間:4-6小時(shí)；(9)采用拉伸機(jī)對(duì)退火后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行最后道次的拉伸至成品規(guī)格，拉伸速度:4-15m/min、拉伸系數(shù):1.16-1.25； (10)采用退火爐對(duì)各種拉伸成品進(jìn)行成品時(shí)效退火，退火溫度:400-500°C、退火時(shí)間:2-4小時(shí)；(11)使用帶鋸切成品定尺，或在擠壓車間710快速鋸或慢速鋸上切成品定尺；(12)按合同要求對(duì)成品退火后的棒材或管材或型材進(jìn)行包裝及入庫(kù)。
[0007]優(yōu)選的，所述的(2)步驟中的出爐溫度為1100°C。
[0008]本發(fā)明提供的鎳鉻硅青銅作為核電設(shè)備的關(guān)鍵材料，用于制作其各個(gè)關(guān)鍵部件，可以滿足使用各種高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金要求，其壽命也能滿足核電設(shè)備的安全運(yùn)行，完全可以替代目前此材料的國(guó)外進(jìn)口。

【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。
[0010]實(shí)施例1
[0011]制備鎳鉻硅青銅合金的方法包括以下步驟:(I)依據(jù)化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:鎳:
3.0 % >--±:1.0*%、絡(luò):0.4*%、銅:余量、及不可避免的雜質(zhì)總和:< 0.2 % ;其中雜質(zhì)總和中:鐵:≤0.04%、錳:≤0.03%、鉛:≤0.003%、鋅:≤0.04%、錫:≤0.01 %、鋁:≤0.005%、磷:≤0.003%、鎂0.003%，碳:0.1 %的配方要求進(jìn)行配料；(2)采用高溫爐進(jìn)行熔煉，加料順序?yàn)殂~、鎳、硅、鉻，熔煉出爐溫度為1000°C;(3)采用煙灰覆蓋半連續(xù)紅錠鑄造，鑄造速度50~60mm/min，一次水壓力為20~60Kpa，二次水流量為20~40升/分鐘；(4)采用鋸床對(duì)鑄錠進(jìn)行頭尾鋸切；(5)采用加熱爐對(duì)鋸切后的鑄錠進(jìn)行加熱，加熱溫度:700°C、加熱時(shí)間:3小時(shí)；(6)采用油壓機(jī)及配套的擠壓模具對(duì)加熱后的鑄錠進(jìn)行水封擠壓，擠壓速度:20mm/s、擠壓比:10、水封擠壓溫度:700°C ; (7)采用拉伸機(jī)對(duì)水封擠壓后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行拉伸，拉伸速度:4m/min、拉伸系數(shù):1.18、拉伸道次:12次；(8):采用退火爐對(duì)拉伸后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行中間退火，退火溫度:700°C、退火時(shí)間:4小時(shí)；
(9)采用拉伸機(jī)對(duì)退火后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行最后道次的拉伸至成品規(guī)格，拉伸速度:4m/min、拉伸系數(shù):1.16 ； (10)采用退火爐對(duì)各種拉伸成品進(jìn)行成品時(shí)效退火，退火溫度:400°C、退火時(shí)間:2小時(shí)；(11)使用帶鋸切成品定尺，或在擠壓車間710快速鋸或慢速鋸上切成品定尺；(12)按合同要求對(duì)成品退火后的棒材或管材或型材進(jìn)行包裝及入庫(kù)。
[0012]實(shí)施例2
[0013]制備鎳鉻硅青銅合金的方法包括以下步驟:(I)依據(jù)化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:鎳:
4.0 %、娃:2.0 %、絡(luò):0.6 %、銅:余量、及不可避免的雜質(zhì)總和:^0.2% ;其中雜質(zhì)總和中:鐵:≤0.04%、錳:≤0.03%、鉛 <0.003%、鋅:≤0.04%、錫:≤0.01 %、鋁:≤0.005%、磷:≤0.003%、鎂0.003%，碳:0.3%的配方要求進(jìn)行配料；(2)采用高溫爐進(jìn)行熔煉，加料順序?yàn)殂~、鎳、硅、鉻，熔煉出爐溫度為1200°C;(3)采用煙灰覆蓋半連續(xù)紅錠鑄造，鑄造速度60mm/min，一次水壓力為60Kpa，二次水流量為40升/分鐘；(4)采用鋸床對(duì)鑄錠進(jìn)行頭尾鋸切；(5)采用加熱爐對(duì)鋸切后的鑄錠進(jìn)行加熱，加熱溫度:800°C、加熱時(shí)間:4小時(shí)；
(6)采用油壓機(jī)及配套的擠壓模具對(duì)加熱后的鑄錠進(jìn)行水封擠壓，擠壓速度:40mm/s、擠壓比:25、水封擠壓溫度:800°C ;(7)采用拉伸機(jī)對(duì)水封擠壓后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行拉伸，拉伸速度:15m/min、拉伸系數(shù):1.26、拉伸道次:12次；(8):采用退火爐對(duì)拉伸后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行中間退火，退火溫度:800°C、退火時(shí)間:6小時(shí)；(9)采用拉伸機(jī)對(duì)退火后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行最后道次的拉伸至成品規(guī)格，拉伸速度:15m/min、拉伸系數(shù):1.25 ； (10)采用退火爐對(duì)各種拉伸成品進(jìn)行成品時(shí)效退火，退火溫度:500°C、退火時(shí)間:4小時(shí)；(11)使用帶鋸切成品定尺，或在擠壓車間710快速鋸或慢速鋸上切成品定尺；(12)按合同要求對(duì)成品退火后的棒材或管材或型材進(jìn)行包裝及入庫(kù)。
[0014]實(shí)施例3
[0015]制備鎳鉻硅青銅合金的方法包括以下步驟:(I)依據(jù)化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:鎳:3.5%、硅:1.5%、鉻:0.5%、銅:余量、及不可避免的雜質(zhì)總和:≤0.2% ;其中雜質(zhì)總和中:鐵:≤ 0.04%、錳:≤ 0.03%、鉛 <0.003%、鋅:≤ 0.04%、錫:≤ 0.01 %、鋁:≤ 0.005%、磷:< 0.003%、鎂0.003%、碳:0.2%的配方要求進(jìn)行配料；⑵采用高溫爐進(jìn)行熔煉，加料順序?yàn)殂~、鎳、硅、鉻，熔煉出爐溫度為1100°C ；(3)采用煙灰覆蓋半連續(xù)紅錠鑄造，鑄造速度55mm/min，一次水壓力為40Kpa，二次水流量為30升/分鐘；(4)采用鋸床對(duì)鑄錠進(jìn)行頭尾鋸切；(5)采用加熱爐對(duì)鋸切后的鑄錠進(jìn)行加熱，加熱溫度:760°C、加熱時(shí)間:3.5小時(shí)；(6)采用油壓機(jī)及配套的擠壓模具對(duì)加熱后的鑄錠進(jìn)行水封擠壓，擠壓速度:30_/
S、擠壓比:15、水封擠壓溫度:760°C ；(7)采用拉伸機(jī)對(duì)水封擠壓后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行拉伸，拉伸速度:10m/min、拉伸系數(shù):1.2、拉伸道次:12次；(8):采用退火爐對(duì)拉伸后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行中間退火，退火溫度:760°C、退火時(shí)間:5小時(shí)；(9)采用拉伸機(jī)對(duì)退火后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行最后道次的拉伸至成品規(guī)格，拉伸速度:10m/min、拉伸系數(shù):1.2 ; (10)采用退火爐對(duì)各種拉伸成品進(jìn)行成品時(shí)效退火，退火溫度:460°C、退火時(shí)間:3小時(shí)；(11)使用帶鋸切成品定尺，或在擠壓車間710快速鋸或慢速鋸上切成品定尺；(12)按合同要求對(duì)成品退火后的棒材或管材或型材進(jìn)行包裝及入庫(kù)。
[0016]本發(fā)明提供的鎳鉻硅青銅作為核電設(shè)備的關(guān)鍵材料，用于制作其各個(gè)關(guān)鍵部件，可以滿足使用各種高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金要求，其壽命也能滿足核電設(shè)備的安全運(yùn)行，完全可以替代目前此材料的國(guó)外進(jìn)口。
[0017]最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上【具體實(shí)施方式】?jī)H用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種鎳鉻硅青銅合金，鎳鉻硅青銅合金化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:鎳:3.0-4.0 %、硅:1.0-2.0%、鉻:0.4-0.6%、銅:余量、及不可避免的雜質(zhì)總和:≤0.2% ;其中雜質(zhì)總和中:鐵:≤ 0.04%、錳:≤ 0.03%、鉛 <0.003%、鋅:≤ 0.04%、錫:≤ 0.01 %、鋁:≤ 0.005%、磷:< 0.003%、鎂:< 0.003 %，其特征在于，所述化學(xué)成分質(zhì)量百分比中還含有碳:0.1-0.3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳鉻硅青銅合金，其特征在于，化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:鎳:3.5%、硅:1.5%、鉻:0.5%、碳:0.2%、銅:余量、及不可避免的雜質(zhì)總和:≤0.2%;其中雜質(zhì)總和中:鐵 S 0.04%、錳 S 0.03%、鉛 S 0.003%、鋅..( 0.04%、錫 S 0.01%、鋁:(0.005%、磷..( 0.003%、鎂..( 0.003%。
3.一種制備權(quán)利要求1或2中所述的鎳鉻硅青銅合金的方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)依據(jù)配方要求進(jìn)行配料；(2)采用高溫爐進(jìn)行熔煉，加料順序?yàn)殂~、鎳、硅、鉻，熔煉出爐溫度為1000-1200°C ； (3)采用煙灰覆蓋半連續(xù)紅錠鑄造，鑄造速度50~60mm/min，一次水壓力為20~60Kpa，二次水流量為20~40升/分鐘；(4)采用鋸床對(duì)鑄錠進(jìn)行頭尾鋸切；(5)采用加熱爐對(duì)鋸切后的鑄錠進(jìn)行加熱，加熱溫度:700-800°C、加熱時(shí)間:3-4小時(shí)；(6)采用油壓機(jī)及配套的擠壓模具對(duì)加熱后的鑄錠進(jìn)行水封擠壓，擠壓速度:20-40mm/S、擠壓比:10-25、水封擠壓溫度:700-800°C ； (7)采用拉伸機(jī)對(duì)水封擠壓后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行拉伸，拉伸速度:4-15m/min、拉伸系數(shù):1.18-1.26、拉伸道次:12次；(8):采用退火爐對(duì)拉伸后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行中間退火，退火溫度:700-800°C、退火時(shí)間:4-6小時(shí)；(9)采用拉伸機(jī)對(duì)退火后的棒材或管材或型材坯料進(jìn)行最后道次的拉伸至成品規(guī)格，拉伸速度:4-15m/min、拉伸系數(shù):1.16-1.25 ； (10)采用退火爐對(duì)各種拉伸成品進(jìn)行成品時(shí)效退火，退火溫度:400-500°C、退火時(shí)間:2-4小時(shí)；(11)使用帶鋸切成品定尺，或在擠壓車間710快速鋸或慢速鋸上切成品定尺；(12)按合同要求對(duì)成品退火后的棒材或管材或型材進(jìn)行包裝及入庫(kù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備鎳鉻硅青銅合金的方法，其特征在于，所述的(2)步驟中的出爐溫度為1100°C。
【文檔編號(hào)】C22C9/06GK104164588SQ201410377044
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】汪小兵 申請(qǐng)人:寧國(guó)市冠宇模具有限公司