[发明专利]一种镍铬硅青铜合金的加工工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有色金属加工领域技术，特别是一种镍铬硅青铜合金的加工工艺方法。

背景技术

核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如，一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨。核电的另一个优势是干净、无污染，几乎是零排放，对于发展迅速环境压力较大的中国来说，再合适不过。 

中国正在加大能源结构调整力度。积极发展核电、风电、水电等清洁优质能源已刻不容缓。中国能源结构仍以煤炭为主体，清洁优质能源的比重偏低。 

镍铬硅青铜作为核电设备的关键材料，用于制作各个关键部件，要求使用各种高强高导铜合金，其寿命决定着核电设备的安全运行，随着核电设备国产化的要求，相关铜合金的研制开发显得日益紧迫，目前此材料均为国外进口。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种镍铬硅青铜合金的加工工艺方法，满足核电用镍铬硅青铜合金棒材或管材或型材的合金的需求，以铜为基 通过添加镍、硅、铬等元素，达到高强、长寿命目的，满足核电用材料要求。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种镍铬硅青铜合金的加工工艺方法，其特征在于：镍铬硅青铜合金，化学成分质量百分比为：镍：1.60~2.5%、硅：0.5~0.8%、铬：0.10~0.3%、铜：余量、及不可避免的杂质总和：≤0.25%；其中杂质总和中：铁：≤0.05%、锰：≤0.05%、铅：≤0.01%、锌：≤0.05%、锡：≤0.02%、铝：≤0.01%、磷：≤0.005%、镁：≤0.05%；各组份之和为百分之百；

加工方法为：配料→熔铸→锯切→加热→水封挤压→拉伸→退火→拉伸→成品时效退火→包装入库；其加工工艺关键在于：配料、熔铸、加热、水封挤压、拉伸、退火、拉伸及成品时效退火，余下为现有工艺，现分述如下：

配料：依据配方要求进行配料；

熔铸：采用中频感应电炉进行熔炼，加料顺序为电铜+ Ni+Si+ Cr+旧料，采用木炭覆盖，熔炼出炉温度为1250—1350℃，Ni、Si、Cr投炉前要复称，其中Cr为纯金属添加；采用烟灰覆盖半连续红锭铸造，铸造速度30～40 mm/min，一次水压力为20～60 Kpa，二次水流量为20～40升/分钟；

锯切：采用锯床对铸锭进行头尾锯切；

加热：采用加热炉对锯切后的铸锭进行加热，加热温度：870-920℃、加热时间：1.5-2.5小时；

水封挤压：采用油压机及配套的挤压模具对加热后的铸锭进行水封挤压，挤压速度：20-40mm/s、挤压比：10-23、水封挤压温度：850-900℃；

拉伸：采用拉伸机对水封挤压后的棒材或管材或型材等坯料进行拉伸，拉伸速度：4-15m/min、拉伸系数：1.18-1.26、拉伸道次：12次；

退火：采用退火炉对拉伸后的棒材或管材或型材等坯料进行中间退火，退火温度：500-600℃、退火时间：1.5-3小时；

拉伸：采用拉伸机对退火后的棒材或管材或型材等坯料进行最后道次的拉伸至成品规格，拉伸速度：4-15m/min、拉伸系数：1.16-1.25；

成品时效退火：采用退火炉对各种拉伸成品进行成品时效退火，退火温度：400-500℃、退火时间：2-4小时；

锯切：可使用带锯切成品定尺，或在挤压车间710快速锯或慢速锯上切成品定尺；

包装入库：按合同要求对成品退火后的棒材或管材或型材进行包装及入库。

锯切工艺切成品定尺时可切好试样，每批成品应取2个拉力试样（Rm，Rp0.2，A），2个电阻率试样。

这些技术方案，包括改进的技术方案以及进一步改进的技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。

各添加元素在合金中的作用：

添加镍：镍在铜中无限互溶形成连续固溶体，铜-镍合金具有好的耐蚀性、电学性能和中等强度、高塑性，能够冷热态压力加工；若含量高于上限则增加生产成本，低于下限则起不到添加效果。

添加硅：硅在铜中室温溶解度为2%，其沉淀强化效果很微弱，硅能提高铜的硬度和强度，不降低其加工塑性。硅青铜具有力学性能高、耐蚀、耐磨、焊接性能好、可冷热态压力加工等特性；若高于上限则降低合计综合性能，低于下限则起不到添加作用。