一種具有優越熱強性的銅合金棒及其制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種具有優越熱強性的銅合金棒及其制造方法，本發明的具有優越熱強性的銅合金棒由以下重量百分數的組分組成：鋁0.1%～0.5%，錳3%～6%，磷0.05%～0.2%，余量為銅。本發明在原有的錳青銅QMn5的基礎上，調整錳元素的含量并創新性地添加鋁﹑磷兩種元素，分不同步驟，通過熔煉將鋁、磷兩種元素添加到現有的銅-錳合金當中。通過熔煉過程中元素在不同時期形成的相，在保證相應性能的同時進一步改善最終合金的熱強性，從而得到一種在高溫下經久耐用的改性銅合金棒材。
【專利說明】一種具有優越熱強性的銅合金棒及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及合金棒生產領域，尤其涉及具有優越熱強性的銅合金棒，以及這種合金棒的制造方法。
【背景技術】
[0002]QMn5為含錳量較高的錳青銅，其具有較高的強度、硬度和良好的塑性，在熱態及冷態下能很好地承受壓力加工，具有良好的耐蝕性，并具有高的熱強性，400°C以下能夠保持其力學性能。因此，它主要用于制作蒸汽機零件和鍋爐的各種管接頭、蒸汽閥門等高溫耐蝕零件。但是其熱強性在溫度超過400°C之后有明顯下降趨勢，因此高溫情況下實際應用壽命大大縮短。

【發明內容】

[0003]為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種具有優越熱強性的銅合金棒，以及這種銅合金棒的制造方法。
[0004]為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案如下:
[0005]一種具有優越熱強性的銅合金棒，由以下重量百分數的組分組成:鋁0.1%~
0.5%,錳3%~6%,磷0.05%~0.2%,余量為銅。
[0006]進一步地，所述銅合金棒各組分的重量百分數配比如下:鋁0.3%，錳4.5%，磷
0.15%，余量為銅。
[0007]進一步地，所述具有優越熱強性的銅合金棒的制造方法，包含以下步驟:
[0008]I)按照重量配比將銅、錳置于工頻電爐內，加熱至950°C~1050°C熔煉，待完全熔化后保溫至1000°C。
[0009]2)將鋁、磷添加到銅-錳合金液中，并升溫至1100°C，熔煉之后再次保溫。
[0010]3)用直讀光譜儀對從爐內取出的樣品進行3~6次成分檢驗，以確定其合金成分在規定范圍之內。
[0011]4)將檢驗合格的溶液按照預定的尺寸進行鑄錠，對鑄造成型后的坯錠進行車削，以便下一步擠壓。
[0012]5)對車削完成后的光錠進行擠壓。
[0013]6)對擠壓完成后的合金棒進行超聲波或者渦流探傷，挑出探傷不合格的產品，以保證棒材的合格率；按照預期的產品尺寸進行切割并包裝入庫。
[0014]更進一步地，步驟I)種所述的銅為電解銅。
[0015]更進一步地，步驟I)中所述熔煉時間為3~4小時，所述保溫時間為I~2小時。
[0016]更進一步地，步驟2)中所述熔煉時間為I~2小時，所述再次保溫時間為0.5~1小時。
[0017]更進一步地，步驟4)中所述鑄錠的鑄造溫度為950°C~1000°C。
[0018]更進一步地,步驟4)中所述還錠的直徑為40mm~120mm,長度為500mm。[0019]更進一步地，步驟5)中所述擠壓選取800噸~2000噸的擠壓機，擠壓溫度為600°C~700°C，擠壓速度為2~5mm/s。
[0020]采用以上技術方案，本發明在原有的錳青銅QMn5的基礎上，調整錳元素的含量并創新性的添加鋁、磷兩種元素，分不同步驟，通過熔煉將鋁、磷兩種元素添加到現有的銅-錳合金中。通過熔煉過程中元素在不同時期形成的相，在保證相應性能的同時進一步改善最終合金的熱強性，從而得到一種在高溫下經久耐用的改性銅合金棒材。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發明生產工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0023]實施例1
[0024]一種具有優越熱強性的銅合金棒，由以下重量百分數的組分組成:鋁0.1%，錳
3.5%，磷0.1%，余量為銅。其制造工藝流程如圖1所示，依次進行以下步驟:
[0025]按照重量配比將電解銅、錳置于工頻電爐內，加熱至950°C，熔煉4小時，待完全熔化后在1000°C下保溫2小時；將鋁、磷兩種元素添加到銅-錳合金液中，并升溫至IIOO0C，熔煉2小時之后再次保溫0.5小時；用直讀光譜儀對從爐內取出的樣品進行6次成分檢驗，以確定其合金成分在規定范圍之內；將檢驗合格的溶液在950°C下按照預定的尺寸進行鑄錠，得到直徑為40mm，長度為500mm的坯錠，對鑄造成型后的坯錠進行車削；選取2000噸的擠壓機對車削完成后的光錠進行擠壓，擠壓溫度為600°C，擠壓速度為2mm/s ;對擠壓完成后的合金棒進行超聲波或者渦流探傷，挑出探傷不合格的產品，以保證棒材的合格率，按照預期的產品尺寸進行切割并包裝入庫。
[0026]將所得具有優越熱強性的銅合金棒進行耐蝕性、熱強性、硬度、強度及塑性試驗，測試其物理性能，所得結果如表1所示。
[0027]實施例2
[0028]一種具有優越熱強性的銅合金棒，由以下重量百分數的組分組成:鋁0.3%，錳
4.5%，磷0.15%，余量為銅。其制造工藝流程如圖1所示，依次進行以下步驟:
[0029]按照重量配比將電解銅、錳置于工頻電爐內，加熱至1000°C，熔煉3小時，待完全熔化后在1000°C下保溫I小時；將鋁、磷兩種元素添加到銅-錳合金液中，并升溫至1100°C，熔煉1.5小時之后再次保溫I小時；用直讀光譜儀對從爐內取出的樣品進行5次成分檢驗，以確定其合金成分在規定范圍之內；將檢驗合格的溶液在1000°C下按照預定的尺寸進行鑄錠，得到直徑為80mm，長度為500mm的坯錠，對鑄造成型后的坯錠進行車削；選取1500噸的擠壓機對車削完成后的光錠進行擠壓，擠壓溫度為650°C，擠壓速度為4mm/s ;對擠壓完成后的合金棒進行超聲波或者渦流探傷，挑出探傷不合格的產品，以保證棒材的合格率，按照預期的產品尺寸進行切割并包裝入庫。
[0030]將所得具有優越熱強性的銅合金棒進行耐蝕性、熱強性、硬度、強度及塑性試驗，測試其物理性能，所得結果如表1所示。
[0031]實施例3
[0032]一種具有優越熱強性的銅合金棒，由以下重量百分數的組分組成:鋁0.2%，錳
5.5%，磷0.05%，余量為銅。其制造工藝流程如圖1所示，依次進行以下步驟:
[0033]按照重量配比將電解銅、錳置于工頻電爐內，加熱至1000°C，熔煉3小時，待完全熔化后在1000°C下保溫I小時；將鋁、磷兩種元素添加到銅-錳合金液中，并升溫至1100°C，熔煉1.5小時之后再次保溫I小時；用直讀光譜儀對從爐內取出的樣品進行5次成分檢驗，以確定其合金成分在規定范圍之內；將檢驗合格的溶液在1000°C下按照預定的尺寸進行鑄錠，得到直徑為50mm，長度為500mm的坯錠，對鑄造成型后的坯錠進行車削；選取1500噸的擠壓機對車削完成后的光錠進行擠壓，擠壓溫度為675°C，擠壓速度為4mm/s ;對擠壓完成后的合金棒進行超聲波或者渦流探傷，挑出探傷不合格的產品，以保證棒材的合格率，按照預期的產品尺寸進行切割并包裝入庫。
[0034]將所得具有優越熱強性的銅合金棒進行耐蝕性、熱強性、硬度、強度及塑性試驗，測試其物理性能，所得結果如表1所示。
[0035]實施例4
[0036]一種具有優越熱強性的銅合金棒，由以下重量百分數的組分組成:鋁0.5%，錳3%，磷0.2%，余量為銅。其制造工藝流程如圖1所示，依次進行以下步驟:
[0037]按照重量配比將電解銅、錳置于工頻電爐內，加熱至1050°C，熔煉3.5小時，待完全熔化后在1000°C下保溫2小時；將鋁、磷兩種元素添加到銅-錳合金液中，并升溫至1100°C，熔煉2小時之后再次保溫0.5小時；用直讀光譜儀對從爐內取出的樣品進行3次成分檢驗，以確定其合金成分在規定范圍之內；將檢驗合格的溶液在975°C下按照預定的尺寸進行鑄錠，得到直徑為80mm，長度為500mm的坯錠，對鑄造成型后的坯錠進行車削；選取800噸的擠壓機對車削完成后的光錠進行擠壓，擠壓溫度為700°C，擠壓速度為3mm/s ;對擠壓完成后的合金棒進行超聲波或者渦流探傷，挑出探傷不合格的產品，以保證棒材的合格率，按照預期的產品尺寸進行切割并包裝入庫。
[0038]將所得具有優越熱強性的銅合金棒進行耐蝕性、熱強性、硬度、強度及塑性試驗，測試其物理性能，所得結果如表1所示。
[0039]實施例5
[0040]一種具有優越熱強性的銅合金棒，由以下重量百分數的組分組成:鋁0.4%，錳6%，磷0.15%，余量為銅。其制造工藝流程如圖1所示，依次進行以下步驟:
[0041]按照重量配比將電解銅、錳置于工頻電爐內，加熱至950°C，熔煉3.5小時，待完全熔化后在1000°C下保溫2小時；將鋁、磷兩種元素添加到銅-錳合金液中，并升溫至1100°C，熔煉1.5小時之后再次保溫I小時；用直讀光譜儀對從爐內取出的樣品進行4次成分檢驗，以確定其合金成分在規定范圍之內；將檢驗合格的溶液在1000°C下按照預定的尺寸進行鑄錠，得到直徑為120mm，長度為500mm的坯錠，對鑄造成型后的坯錠進行車削；選取1000噸的擠壓機對車削完成后的光錠進行擠壓，擠壓溫度為700°C，擠壓速度為5mm/s ;對擠壓完成后的合金棒進行超聲波或者渦流探傷，挑出探傷不合格的產品，以保證棒材的合格率，按照預期的產品尺寸進行切割并包裝入庫。
[0042]將所得具有優越熱強性的銅合金棒進行耐蝕性、熱強性、硬度、強度及塑性試驗，測試其物理性能，所得結果如表1所示。
[0043]表1具有優越熱強性的銅基合金棒性能對比表
[0044]
【權利要求】
1.一種具有優越熱強性的銅合金棒，由以下重量百分數的組分組成:鋁0.1%~0.5%，錳3%~6%，磷0.05%~0.2%,余量為銅。
2.根據權利要求1所述的具有優越熱強性的銅合金棒，其特征在于，所述銅合金棒各組分的重量百分數配比如下:鋁0.3%，錳4.5%，磷0.15%，余量為銅。
3.一種具有優越熱強性的銅合金棒的制造方法，其特征在于，包含以下步驟: 1)按照重量配比將銅、錳置于工頻電爐內，加熱至950°C~1050°C熔煉，待完全熔化后保溫至1000 C ； 2)將鋁、磷添加到銅-錳合金液中，并升溫至1100°C，熔煉之后再次保溫； 3)用直讀光譜儀對從爐內取出的樣品進行3~6次成分檢驗，以確定其合金成分在規定范圍之內； 4)將檢驗合格的溶液按照預定的尺寸進行鑄錠，對鑄造成型后的坯錠進行車削，以便下一步擠壓； 5)對車削完成后的光錠進行擠壓； 6)對擠壓完成后的銅合金棒進行超聲波或者渦流探傷，挑出探傷不合格的產品，按照預期的產品尺寸對合格產品進行切割并包裝入庫。
4.根據權利要求3所述的具有優越熱強性的銅合金棒的制造方法，其特征在于，步驟I)中所述的銅為電解銅。
5.根據權利要求3所述的具有優越熱強性的銅合金棒的制造方法，其特征在于，步驟1)中所述熔煉時間為3~4小時，所述保溫時間為I~2小時。
6.根據權利要求3所述的具有優越熱強性的銅合金棒的制造方法，其特征在于，步驟2)中所述熔煉時間為I~2小時，所述再次保溫時間為0.5~I小時。
7.根據權利要求3所述的具有優越熱強性的銅合金棒的制造方法，其特征在于，步驟4)中所述鑄錠的鑄造溫度為950°C~1000°C。
8.根據權利要求3所述的具有優越熱強性的銅合金棒的制造方法，其特征在于，步驟4)中所述還錠的直徑為40mm~120mm,長度為500mm。
9.根據權利要求3所述的具有優越熱強性的銅合金棒的制造方法，其特征在于，步驟5)中所述擠壓選取800噸~2000噸的擠壓機，擠壓溫度為600°C~700°C，擠壓速度為2~5mm/s。
【文檔編號】C22F1/08GK103555995SQ201310590979
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】陸海榮, 孫飛, 趙勇 申請人:蘇州天兼金屬新材料有限公司