[发明专利]不锈钢拉深模具铜合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合金冶炼技术，具体是一种铜合金及其制备方法。

背景技术

传统的拉深模具材料一般采用Cr12MoV，T10，35CrMo 等合金钢，这些材料作为不锈钢拉深模具时的致命缺点是容易形成粘结瘤，粘结瘤的成因为微观上板料与模具表面都是凹凸不平的粗键面，由于拉深过程中压边力较大，载荷由局部凸起部位承受单位压力很大；又因板料与模具间产生相对运动以及板料的塑性变形产生热能，使得润滑膜粘度下降，采用铜合金制作拉深模具存在强度不高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种不锈钢拉深模具铜合金及其制备方法，具有较高的强度与导热性。

本发明技术方案如下：

不锈钢拉深模具铜合金，其特征在于其中含有如下的重量百分数的化学成分：铝8-9、铁7-8、锰1-2、钴0.3-0.5、In1.2-1.5、As0.05-0.08、Hf0.18-0.22、Bi0.5-0.8、Ni1.1-1.3、W0.24-0.29、余量为铜。

所述的不锈钢拉深模具铜合金的制备方法，其特征在于：在中频炉加入电解铜，加热至1090-1130℃，待铜料熔化后加入其它合金成分，升温至1150-1180℃，搅拌10-15分钟，扒渣；然后，加入精炼剂，搅拌15-20分钟，然后捞渣；降温至1080-1130℃，进行浇铸，浇铸后以180-210℃/小时速率降温至室温；然后，以130-150℃/小时速率升温至910-920℃，保温2-3小时；再以110-120℃/小时速率降温至260-280℃，保温1-2小时；以150-180℃/小时速率升温至510-520℃，保温2-3小时；再自然冷却至室温。

所述的不锈钢拉深模具铜合金的制备方法，其特征在于：所述的精炼剂由下列重量份原料混合压块而成：氟硅酸钠1-1.2、四硼酸钠2.3-2.6、凹凸棒土3-4、氟化铝钠2.3-.25、SnO₂1.1-1.3、Bi₂O₃2.1-2.3、二硼化钒1.2-1.4、碳化铌2.0-2.2。

本发明摩擦系数低，导热性好，且由于铜和钢铁之间结构差异较大，避免了用钢铁模具拉伸时产生粘结瘤的现象，因此不需要抛光，使用周期长，主要用于制造不锈钢筒形件等的拉深模具。

具体实施方式

不锈钢拉深模具铜合金，其中含有如下的重量百分数的化学成分：铝8-9、铁7-8、锰1-2、钴0.3-0.5、In1.2-1.5、As0.05-0.08、Hf0.18-0.22、Bi0.5-0.8、Ni1.1-1.3、W0.24-0.29、余量为铜。

所述的不锈钢拉深模具铜合金的制备方法：在中频炉加入电解铜，加热至1090-1130℃，待铜料熔化后加入其它合金成分并检测，升温至1150-1180℃，搅拌10-15分钟，扒渣；然后，加入精炼剂，搅拌15-20分钟，然后捞渣；降温至1080-1130℃，进行浇铸，浇铸后以180-210℃/小时速率降温至室温；然后，以130-150℃/小时速率升温至910-920℃，保温2-3小时；再以110-120℃/小时速率降温至260-280℃，保温1-2小时；以150-180℃/小时速率升温至510-520℃，保温2-3小时；再自然冷却至室温。

精炼剂下列重量份（公斤）原料混合压块而成：氟硅酸钠1、四硼酸钠2.6、凹凸棒土3、氟化铝钠2.3、SnO₂1.1、Bi₂O₃2.1、二硼化钒1.4、碳化铌2.0。

本发明铜合金机械性能：硬度为HRC36-47，抗拉强度为980 -1340MPa，屈服强度670-830MPa，热导率为34-42W/m.K，伸长率16-24%。