一種銅合金的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種銅合金,按質(zhì)量百分比的組成為:18.2-18.9%的鎳、22.5-23.8%的錳、5.7-6.5%的鐵、0.03-0.05%的鋯、0.3-0.5%的錫、0.5-0.8%的鋁、0.001-0.003%的釹、0.02-0.04%的鈮、0.05-0.2%的鈦及余量的銅。
【專利說明】一種銅合金
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域,特別是指一種銅合金。
【背景技術(shù)】
[0002]銅及銅合金,由于其具有良好的耐蝕性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及無磁性等性能,被廣泛應(yīng)用于各種電氣工程、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域,已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)的重要材料之一。
[0003]但普通的銅及銅合金也存在明顯的缺陷,就是力學(xué)性能不佳。為了克服這一缺陷,現(xiàn)有技術(shù)提出在純銅中加入適量的鎳、錳、鐵元素形成新型的銅合金,這樣的銅合金有著優(yōu)良的力學(xué)性能,并在耐高溫方面的性能也表現(xiàn)較好。但現(xiàn)使用的銅鎳錳鐵合金的組織中晶粒不均勻,在有高的力學(xué)性能及高溫工作時(shí)容易發(fā)生組織改變。
[0004]現(xiàn)也有技術(shù)提出了一種銅鎳錳鐵合金,能夠解決這類合金中料晶粗細(xì)不均勻問題,并能夠在高溫下保持組織的穩(wěn)定性,在該技術(shù)方案中是采用按質(zhì)量百分比計(jì)算為:19% -21%的鎳、20% -22%的錳、4% -5%的鐵、0% -1.5%的鈦及余量的銅。這樣的材料組成生產(chǎn)的銅合金的晶粒均勻方面要好的很多,但為了增加銅合金的強(qiáng)度,加入了金屬鐵,因?yàn)殍F與銅之間的融合性差,在組織內(nèi)部容易出現(xiàn)界層現(xiàn)象,并因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)中,鐵中均含有一定的碳元素,并在鈦的作用下以球形石墨狀態(tài)存在于組織結(jié)構(gòu)內(nèi),而這些因素會(huì)影響到銅合金的電導(dǎo)率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是對(duì)現(xiàn)有銅合金的生產(chǎn)方法提出一改進(jìn)方案,通過該方案能夠克服現(xiàn)銅鎳錳合金的內(nèi)部組織晶體排列不規(guī)則的缺陷,在保證現(xiàn)銅錳鎳合金的性能前提下降低生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種銅合金,按質(zhì)量百分比的組成為:18.2-18.9 %的鎳、22.5-23.8 %的錳、5.7-6.5% 的鐵、0.03-0.05% 的鋯、0.3-0.5% 的錫、0.5-0.8% 的鋁、0.001-0.003% 的釹、0.02-0.04%的鈮、0.05-0.2%的鈦及余量的銅。
[0008]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0009]通過使用鈮鐵合金的方式加入鈮后增加了鐵和銅之間的融熔界面強(qiáng)度,并且鈮的使用使銅合金的晶粒更加細(xì)致均勻,同時(shí),在加入鋯、錫、鋁和釹,使得銅合金不僅在銅合金內(nèi)形成提高強(qiáng)度的框架,還提高了合金內(nèi)部組織晶粒排列的更加有序。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0011]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N銅合金,按質(zhì)量百分比的組成為:18.2-18.9%的鎳、22.5-23.8%的錳、5.7-6.5% 的鐵、0.03-0.05% 的鋯、0.3-0.5% 的錫、0.5-0.8% 的鋁、0.001-0.003%的釹、0.02-0.04%的鈮、0.05-0.2%的鈦及余量的銅。
[0012]制備方法為:
[0013]首先按銅合金中各材料的比例來制備鐵鈮合金、鐵鋯合金、釹鐵合金,鐵鈮合金、鐵鋯合金、釹鐵合金的制備均為現(xiàn)有技術(shù),在此不進(jìn)行詳細(xì)說明,然后加工成粉末,在工業(yè)生產(chǎn)中以不大于10立方厘米為基準(zhǔn)。
[0014]其次按銅合金中各材料的比例來準(zhǔn)備鎳粉、錳鈦、鈦粉,按質(zhì)量百分比由以下組分組成:18.2-18.9% 的鎳、22.5-23.8% 的錳、5.7-6.5% 的鐵、0.03-0.05% 的鋯、0.3-0.5%的錫、0.5-0.8%的鋁、0.001-0.003%的釹、0.05-0.2%的鈦及余量的銅。在制備過程中,各材料的誤差不超過0.3%,否則會(huì)影響到銅合金的品質(zhì)。
[0015]并將先期加工的鐵鈮合金粉、鐵鋯合粉及釹鐵合金粉末同鎳粉、鋁粉、錫粉、錳粉及鈦粉在恒溫混料機(jī)中無氧條件下混料0.5-1小時(shí)。
[0016]將上述材料在真空度不超過0.6^8的條件下熔煉;
[0017]所述的熔煉步驟是,首先,升溫到900-10001,維持溫度20-30分鐘,然后升溫到1200-13001,保溫30-60分鐘,然后以不低于51 /分鐘的速度降溫至900-10001,恒溫20-30分鐘,再升溫至1200-13001,保溫30-60分鐘,在保溫過程最后期,向爐體施加一勻速旋轉(zhuǎn)電磁場(chǎng)5分鐘然后開始降溫,以不超過101 /分鐘勻速降溫到800-8501,然后用90 ± 51恒溫水冷卻到3001后自然冷卻。
[0018]本申請(qǐng)通過在熔煉過程中,在1200-13001溫度保溫一定時(shí)間后的降溫處理,使得合金組織內(nèi)晶粒的生長(zhǎng)受到抑制,這樣能夠使生長(zhǎng)過快的晶粒與其它的晶粒生長(zhǎng)速度差減小,在受到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用后,組織內(nèi)晶粒的排列更加有序,且因?yàn)榫Я2畹臏p少,有利于銅合金的組織性能提聞。
[0019]在本申請(qǐng)的各實(shí)施例中,有區(qū)別的僅是各材料的組成不同,其余的制備工藝均相同,因此,在以下的實(shí)施例中,僅列出不同的材料組成,其它的工序不進(jìn)行重復(fù)說明。
[0020]實(shí)施例1
[0021]一種銅合金,按質(zhì)量百分比由以下組分組成:18.2%的鎳、22.5%的錳、5.7%的鐵、0.03%的鋯、0.3%的錫、0.5%的鋁、0.001%的釹、0.05%的鈦及余量的銅。
[0022]實(shí)施例2
[0023]一種銅合金,按質(zhì)量百分比由以下組分組成:18.9 %的鎳、23.8 %的錳、6.5 %的鐵、0.05%的鋯、0.5%的錫、0.8%的鋁、0.003%的釹、0.2%的鈦及余量的銅。
[0024]實(shí)施例3
[0025]一種銅合金,按質(zhì)量百分比由以下組分組成:18.5%的鎳、23.2%的錳、6.3%的鐵、0.035%的鋯、0.38%的錫、0.6%的鋁、0.0022%的釹、0.15%的鈦及余量的銅。
【權(quán)利要求】
1.一種銅合金,其特征在于:按質(zhì)量百分比的組成為:18.2-18.9%的鎳、22.5-23.8%的錳、5.7-6.5% 的鐵、0.03-0.05% 的鋯、0.3-0.5% 的錫、0.5-0.8% 的鋁、0.001-0.003%的釹、0.02-0.04%的鈮、0.05-0.2%的鈦及余量的銅。
【文檔編號(hào)】C22C9/05GK104313388SQ201410591260
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】王健英 申請(qǐng)人:王健英