[发明专利]一种易切削铜合金及其制造方法

权利要求书

1.一种易切削铜合金，其特征在于，组成为：1.80～2.00wt％的Be、0.2～0.6wt％的Co+Ni、0.2～0.6wt％的Pb、0.4～0.8wt％的Sn、0.8～1.2wt％的Bi，以及≤0.15wt％的Fe，≤0.15wt％的Al，≤0.15wt％的Si，余量为Cu。

2.如权利要求1所述的一种易切削铜合金，其特征在于：其中Co+Ni中的Co和Ni以任意比例组合。

3.一种易切削铜合金的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)筑炉：采用中频真空感应熔炼，在熔炼前进行筑炉作业，得到带有中频感应线圈的熔炉坩埚；

(2)风干；

(3)烘干：通过中频感应线圈送电烘干熔炉坩埚；

(4)配料：按照权利要求1中记载的配比进行配料，各原料分别采用返回料、电解铜、电解镍、电解钴、铅板、锡块、铋块和铍青铜母合金；

(5)烘料：将配好的原料放置于电热炉内，温度调至300～500℃之间，保温3～5小时；

(6)装炉：将原料中的电解铜和返回料装入熔炉坩埚中熔化后进行搅拌；

(7)合炉：将熔炉坩埚的炉体外罩合并，密封；

(8)抽空：将炉体内抽真空；

(9)熔炼：将前期加入的电解铜和返回料进行熔炼，直至物料完全熔化，然后将铍青铜母合金、电解镍、电解钴和铅板用紫铜皮包裹添加入合金熔液中；

(10)破空：将熔炉坩埚的炉体外罩打开，将炉体内负压放至标准大气压下；

(11)搅拌：采用石墨棒对熔化的熔液进行搅拌；

(12)扒渣：采用石墨扒渣勺将搅拌后的悬浮杂质捞出；

(13)添加：将锡块和铋块用紫铜皮包裹加入熔化的熔液中，并用搅拌石墨棒将其压入熔池底部，静置3-5分钟后充分搅拌；

(14)合炉：将熔炉坩埚的炉体外罩合并，密封；

(15)抽空：将炉体内抽真空；

(16)保温精炼：控制温度范围为1200～1600℃，保温20～30分钟，进行精炼作业；

(17)破空：将熔炉坩埚的炉体外罩打开，将炉体内负压放至标准大气压下；

(18)出炉：将熔炉坩埚进行翻转，将熔液倾倒于中间包内；

(19)物料转移：将中间包吊至铸造机旁，采用烧蚀后的稻草灰覆盖于中间包上部，将中间包放置于电热炉内，设定温度400～600℃保温8～12小时；

(20)铸造：用铸造机铸锭；

(21)锯切：切除引锭头部和铸造缩尾；

(22)车外圆：将得到的铸锭外圆车制为所需的规格即可。

4.如权利要求3所述的一种易切削铜合金的制造方法，其特征在于：步骤(1)中的筑炉作业具体是首先将耐火材料添加液态水玻璃后进行混合搅拌，充分搅拌均匀后，将坩埚放置在中频感应线圈的中心，用耐火布将坩埚与中频感应线圈隔开，再将前述混合均匀的耐火材料填充在坩埚和中频感应线圈的中间缝隙里进行筑炉。

5.如权利要求4所述的一种易切削铜合金的制造方法，其特征在于：

其中耐火材料按重量比例组成为粗镁砂：细镁砂：硼砂＝6-8:2-3：1-2；其中筑炉步骤具体采用逐层筑炉，每填充80～100mm高度用工具将筑炉料夯实直至筑炉完成。

6.如权利要求4所述的一种易切削铜合金的制造方法，其特征在于：其中坩埚采用石墨坩埚或氧化镁坩埚。

7.如权利要求3所述的一种易切削铜合金的制造方法，其特征在于：步骤(2)中风干具体是指将筑好的熔炉坩埚在自然条件下风干12～48小时。

8.如权利要求3所述的一种易切削铜合金的制造方法，其特征在于：步骤(3)中送电功率控制在15KW～160KW，时间控制在1～16小时。

9.如权利要求3所述的一种易切削铜合金的制造方法，其特征在于：步骤(20)中铸造具体是采用丝杠半连续铸造机，将中间包内熔化的溶液缓慢的倾倒于流槽内，通过流槽缓慢流入水冷铜套的结晶器，将结晶器内金属液面控制在距离结晶器上沿50～80mm，且溶液液面上添加烟灰即颗粒状的石墨粉末以覆盖，待金属液面至规定高度时缓慢开启丝杠电极进行起壳和抽锭作业，其中在起壳阶段将抽锭频率设定为3～5HZ、起铸抽锭阶段将抽锭频率设定为5～8HZ、稳定铸造阶段将抽锭频率设定为6～12HZ进行稳定铸造。

10.如权利要求3所述的一种易切削铜合金的制造方法，其特征在于：步骤(4)中的返回料是指生产铍青铜合金加工产品的料头和机加屑通过再次熔铸得到的圆形铸锭，其中Be含量在1.6wt％～1.95wt％，Ni和Co的含量在0.2wt％～0.6wt％。