[发明专利]一种易切削铜合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种易切削铜合金材料及其制备方法。

背景技术

铜因其良好的导电性，可塑性，耐腐蚀性，应用非常广泛。在铜合金中添加铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等元素，可以改善铜的性能，用于不同的场所。目前我国现有的铜合金仍存在一些问题，如合金内含有大量杂质元素，高温疲劳性差、高温强度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系数大，使用寿命短；导电性差，浪费电能；弯曲加工性能差，容易折断；质量重，施工困难；还不能满足市场要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易切削铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有切削性好、热加工性能好、导电性好的优点。

本发明的技术方案如下：

一种易切削铜合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：钛3.25-3.5、铝0.6-0.8、钒0.06-0.09、铋0.03-0.05、镍7-8、Hf0.08-0.12、Sc0.04-0.07、余量为铜。

所述的易切削铜合金材料的生产方法，其特征在于：

（1）、准备纯铜与废铜按1：0.3-0.6比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；

（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）镍；（2）钛、铝、Hf；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22-25分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以250-260℃/小时速率升温至280-290℃，保温50-60分钟，再以250-260℃/小时速率升温至600-610℃，保温1-2小时；再以250-260℃/小时速率降温至100-110℃，保温1-2小时；再以220-230℃/小时速率升温至370-380℃，保温1-2小时；再以250-260℃/小时速率降温至100-110℃，保温1-2小时；再以200-210℃/小时速率升温至300-320℃，保温2-3小时，取出空冷即得。

所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：二氧化硅8-12、凹凸棒土8-12、蛭石5-8、凹凸棒土8-10、麦饭石3-4、树木灰烬1-2、氯化钾5-8、氟化钙3-5、硝酸钠3-5；其制备方法是将二氧化硅、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麦饭石、树木灰烬混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。

本发明的有益效果

本发明合金通过添加钛、Sc、Hf等元素增加了切削性能，保证了优异的导电性能，通过添加铝、钒，保证了合金具有良好的抗拉强度和热加工性能，且无毒无害；通过合理控制铸后处理温度，使用废铜作为原料，使芯部硬度与表面硬度基本一致,合金品质均一。本发明铜合金适用于制作精密电工仪器﹑变阻器﹑精密电阻﹑应变片﹑热电偶等。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。

具体实施方式

一种易切削铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：钛3.25-3.5、铝0.6-0.8、钒0.06-0.09、铋0.03-0.05、镍7-8、Hf0.08-0.12、Sc0.04-0.07、余量为铜。

所述的易切削铜合金材料的生产方法如下：

（1）、准备纯铜与废铜按1：0.5比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；

（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）镍；（2）钛、铝、Hf；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为23分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以255℃/小时速率升温至285℃，保温55分钟，再以255℃/小时速率升温至605℃，保温1.5小时；再以255℃/小时速率降温至105℃，保温1.5小时；再以225℃/小时速率升温至375℃，保温1.5小时；再以255℃/小时速率降温至105℃，保温1.5小时；再以205℃/小时速率升温至310℃，保温2.5小时，取出空冷即得。