一種環保易切削鎳銅合金材料及其製備方法

2023-05-14 10:46:11 3

一種環保易切削鎳銅合金材料及其製備方法
【專利摘要】一種環保易切削鎳銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鐵0.3-0.4、錳1.9-2.2、矽0.2-0.4、鎳35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、餘量為銅。本發明鎳銅合金具有高的強度，綜合力學性能優異，還具有優良的導電性能良好的切削性能，降低切削力與切削溫度,明顯提高刀具壽命,降低工件的表面粗糙度,改善切屑處理性；本發明精煉劑用於鑄造生產，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】一種環保易切削鎳銅合金材料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬合金材料的製造領域，尤其涉及一種環保易切削鎳銅合金材料及其製備方法。
【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、矽、鉛等元素，可以改善銅的性能，用於不同的場所。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、摩擦係數大，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]本發明的目的在於提供一種環保易切削鎳銅合金材料及其製備方法，該銅合金材料具有高強度、切削性能優異、導電性能良好的優點。
[0004]本發明的技術方案 如下:
一種環保易切削鎳銅合金材料，其特徵在於:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鐵 0.3-0.4、錳 1.9-2.2、矽 0.2-0.4、鎳 35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、餘量為銅。
[0005]所述的環保易切削鎳銅合金材料的生產方法，其特徵在於:
(I)、準備純銅與廢銅按1:0.3-0.5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、採用精煉劑一次精煉、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、檢測並調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄後熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鎳；(2 )鐵、錳；(3 )其他剩餘成分；各批次投入元素的時間間隔為20-23分鐘，投料後攪拌均勻。
[0006]所述的鑄後熱處理是:先由室溫以230_240°C /小時速率升溫至300_320°C，保溫50-60分鐘，再以250-260°C /小時速率升溫至570_590°C，保溫1_2小時；再以270-2800C /小時速率降溫至340-350°C，保溫30-50分鐘，再以240_250°C /小時速率降溫至80-100。。，保溫1-2小時；再以230-2400C /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290-300°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製成:二氧化矽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、氟矽酸鈉4_5 ;其製備方法是將二氧化矽、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，冷卻後，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡
1-2小時，過濾，濾渣反覆用清水洗淨，烘乾，與其它成分合併混合均勻即得。
[0008]本發明的有益效果本發明鎳銅合金具有高的強度，綜合力學性能優異，還具有優良的導電性能良好的切削性能，降低切削力與切削溫度，明顯提高刀具壽命，降低工件的表面粗糙度，改善切屑處理性；本發明精煉劑用於鑄造生產，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]一種環保易切削鎳銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鐵
0.3-0.4、錳 1.9-2.2、矽 0.2-0.4、鎳 35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、餘量為銅。
[0010]所述的環保易切削鎳銅合金材料的生產方法為:
(I)、準備純銅與廢銅按1:0.4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、採用精煉劑一次精煉、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、檢測並調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄後熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鎳；(2 )鐵、錳；(3 )其他剩餘成分；各批次投入元素的時間間隔為22分鐘，投料後攪拌均勻。
[0011]所述的鑄後熱處理是:先由室溫以235°C /小時速率升溫至310°C，保溫55分鐘，再以255°C /小時速率升溫至580°C，保溫1.5小時；再以275°C /小時速率降溫至345°C，保溫40分鐘，再以245°C /小時速率降溫至90°C，保溫1.5小時；再以235°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296°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)的原料製成:二氧化矽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、氟矽酸鈉5;其製備方法是將二氧化矽、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，冷卻後，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反覆用清水洗淨，烘乾，與其它成分合併混合均勻即得。
[0013]本實施例環保易切削鎳銅合金材料，抗拉強度6 b為556Mpa，屈服強度520MPa，硬度值HB為139， 導電率％^^68，軟化溫度6121:，201:延伸率15%。
【權利要求】
1.一種環保易切削鎳銅合金材料，其特徵在於:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鐵 0.3-0.4、錳 1.9-2.2、矽 0.2-0.4、鎳 35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、餘量為銅。
2.根據權利要求1所述的環保易切削鎳銅合金材料的生產方法，其特徵在於: (I)、準備純銅與廢銅按1:0.3-0.5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、採用精煉劑一次精煉、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、檢測並調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄後熱處理等； (2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鎳；(2 )鐵、錳；(3 )其他剩餘成分；各批次投入元素的時間間隔為20-23分鐘，投料後攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的環保易切削鎳銅合金材料的生產方法，其特徵在於:所述的鑄後熱處理是:先由室溫以230-240°C /小時速率升溫至300-320°C，保溫50-60分鐘，再以250-2600C /小時速率升溫至570-590°C，保溫1-2小時；再以270_280°C /小時速率降溫至340-350°C，保溫30-50分鐘，再以240_250°C /小時速率降溫至80-100°C，保溫1_2小時；再以230-240°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290-300°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的環保易切削鎳銅合金材料的生產方法，其特徵在於:所述的精煉劑由下列重量份的原料製成:二氧化矽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、氟矽酸鈉4-5 ;其製備方法是將二氧化矽、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，冷卻後，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1_2小時，過濾，濾渣反覆用清水洗淨，烘乾，與其它成分合併混合均勻即得。
【文檔編號】C22C9/06GK103757478SQ201410011351
【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