一種耐腐蝕易切削銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種耐腐蝕易切削銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鉍0.9-1.2、錫3.1-3.4、鋁0.2-0.4、鋯0.9-1.2、鈰0.04-0.06、硅0.1-0.2、鋅15.2-16.2、In0.2-0.5、As0.05-0.08、余量為銅。本發明合金鑄造性能好，鑄造后也可進行擠壓、軋制、鍛造、拉伸等壓力加工，拉伸強度高,切削性能與鉛黃銅接近，無毒環保；而且通過添加錫、鈰、等元素，耐海水腐蝕，導電性能良好；通過合理控制鑄后處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致,合金品質均一。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【專利說明】一種耐腐蝕易切削銅合金材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬合金材料的制造領域，尤其涉及一種耐腐蝕易切削銅合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]銅因其良好的導電性，可塑性，耐腐蝕性，應用非常廣泛。在銅合金中添加鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等元素，可以改善銅的性能，用于不同的場所。目前我國現有的銅合金仍存在一些問題，如合金內含有大量雜質元素，高溫疲勞性差、高溫強度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數大，使用壽命短；導電性差，浪費電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質量重，施工困難；還不能滿足市場要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種耐腐蝕易切削銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有拉伸強度高、耐腐蝕、切削性好的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種耐腐蝕易切削銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鉍 0.9-1.2、錫 3.1-3.4、鋁 0.2-0.4、鋯 0.9-1.2、鈰 0.04-0.06、硅 0.1-0.2、鋅15.2-16.2、In0.2-0.5、As0.05-0.08、余量為銅。
[0005]所述的耐腐蝕易切削銅合金材料的生產方法，其特征在于:
(1)、準備純a銅與廢銅按1:0.4-0.8比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鋅、As； (2)錫、招、鋪；(3)鉍、鋯；(4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為21-23分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以260_280°C /小時速率升溫至340_350°C，保溫50-60分鐘，再以260-280°C /小時速率升溫至540_550 °C，保溫1_2小時；再以270-2800C /小時速率降溫至320-330°C，保溫30-50分鐘，再以250_260°C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時；再以240-250°C /小時速率升溫至340_350°C，保溫1_2小時；再以250-260°C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時；再以170_190°C /小時速率升溫至280-290°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:二氧化硅35-40、三氧化二鋁10-15、凹凸棒土 5-10、蛭石5-8、樹木灰燼1-2、海泡石粉3-4、蛭石粉1_2、蒙脫石粉2_3、剛玉粉1_2、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、氟化鈣2-3、碳酸鈉3-4、氟硅酸鈉4_5 ;其制備方法是將二氧化硅、三氧化二鋁、凹凸棒土、蛭石、樹木灰燼、海泡石粉、蛭石粉、蒙脫石粉、剛玉粉、玉石粉、蒙脫石混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。[0008]本發明的有益效果
本發明合金鑄造性能好，鑄造后也可進行擠壓、軋制、鍛造、拉伸等壓力加工，拉伸強度高，切削性能與鉛黃銅接近，無毒環保；而且通過添加錫、鈰、等元素，耐海水腐蝕，導電性能良好；通過合理控制鑄后處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致，合金品質均一。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提聞成品率。
【具體實施方式】
[0009]一種耐腐蝕易切削銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鉍
0.9-1.2、錫 3.1-3.4、鋁 0.2-0.4、鋯 0.9-1.2、鈰 0.04-0.06、硅 0.1-0.2、鋅 15.2-16.2、In0.2-0.5、As0.05-0.08、余量為銅。
[0010]所述的耐腐蝕易切削銅合金材料的生產方法為:
(I )、準備純a銅與廢銅按1:0.6比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鋅、As ； (2)錫、招、鋪；(3)鉍、鋯；(4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以270°C /小時速率升溫至345°C，保溫55分鐘，再以270°C /小時速率升溫至545°C，保溫1.5小時；再以275°C /小時速率降溫至325°C，保溫40分鐘，再以255°C /小時速率降溫至110°C，保溫1.5小時；再以245°C /小時速率升溫至345°C，保溫1.5小時；再以255°C /小時速率降溫至110°C，保溫1.5小時；再以180°C /小時速率升溫至285°C，保溫2.5小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:二氧化硅35、三氧化二鋁10、凹凸棒土 5、蛭石5、樹木灰燼2、海泡石粉3、蛭石粉1、蒙脫石粉2、剛玉粉1、玉石粉3、蒙脫石
1、氟化鈣3、碳酸鈉4、氟硅酸鈉5;其制備方法是將二氧化硅、三氧化二鋁、凹凸棒土、蛭石、樹木灰燼、海泡石粉、蛭石粉、蒙脫石粉、剛玉粉、玉石粉、蒙脫石混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0013]本實施例耐腐蝕易切削銅合金材料，抗拉強度6 b為546Mpa，屈服強度510MPa，硬度值HB為135，導電率％IACS62，軟化溫度602°C，20°C延伸率17.6%。
【權利要求】
1.一種耐腐蝕易切削銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鉍 0.9-1.2、錫 3.1-3.4、鋁 0.2-0.4、鋯 0.9-1.2、鈰 0.04-0.06、硅 0.1-0.2、鋅15.2-16.2、In0.2-0.5、As0.05-0.08、余量為銅。
2.根據權利要求1所述的耐腐蝕易切削銅合金材料的生產方法，其特征在于: (1)、準備純a銅與廢銅按1:0.4-0.8比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鋅、As； (2)錫、招、鋪；(3)鉍、鋯；(4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為21-23分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的耐腐蝕易切削銅合金材料的生產方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以260-280°C /小時速率升溫至340-350°C，保溫50-60分鐘，再以260-2800C /小時速率升溫至540-550°C，保溫1_2小時；再以270_280°C /小時速率降溫至320-330°C，保溫30-50分鐘，再以250_260°C /小時速率降溫至100_120°C，保溫1_2小時；再以240-250°C /小時速率升溫至340-350°C，保溫1_2小時；再以250_260°C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時；再以170-190°C /小時速率升溫至280_290°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的耐腐蝕易切削銅合金材料的生產方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:二氧化硅35-40、三氧化二鋁10-15、凹凸棒土 5-10、蛭石5-8、樹木灰燼1-2、海泡石粉3-4、蛭石粉1-2、蒙脫石粉2_3、剛玉粉1_2、玉石粉3_4、蒙脫石1-2、氟化鈣2-3、碳酸鈉3-4、氟硅酸鈉4-5 ;其制備方法是將二氧化硅、三氧化二鋁、凹凸棒土、蛭石、樹木灰燼、海泡石粉、蛭石粉、蒙脫石粉、剛玉粉、玉石粉、蒙脫石混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并`混合均勻即得。
【文檔編號】C22C9/02GK103757465SQ201410011372
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月10日 優先權日:2014年1月10日
【發明者】丁健, 倪受春, 林其斌, 葛浩, 夏巖磊, 楊玭 申請人:滁州學院