[发明专利]一种高导电高强度的铝白铜合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高导电高强度的铝白铜合金及其制备方法，产品可以替代现有的B30合金材料，可应用于仪器、石油化工、医疗器件及造船等领域当中，属于有色金属加工领域。

背景技术

工业用白铜可分为结构白铜和精密电阻合金用白铜两大类。其中结构白铜主要以B30为主，具有延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀、富有深冲性等优点，被广泛使用于造船、石油化工、电器、仪表、医疗器械、日用品、工艺品等领域。

现有技术中，在专利号为2012102491282的中国发明专利中，申请人宁波兴业盛泰集团有限公司公开了一种新型铝白铜合金及其制备方法，属于有色金属加工领域。它的重量百分比组成为：Ni：11～13%，Fe：0.5～2.0%，Mn：0.5～2%，其余为Cu，其中，1.0≤Fe+Mn≤3。经过熔铸、冷轧、中间退火、冷轧、成品退火、成品硬化等工序后，合金的抗拉强度可达550~650MPa，伸长率为18~30%，是一种可以替代市场上B30合金的新型铝白铜合金，可应用于仪表、造船、石油化工、医疗器械等领域当中，具有广泛的应用前景。

但是，上述专利中的新型铝白铜合金，还存在着以下缺点：

1、尽管其能代替B30合金，但在一些特殊环境下，如海水等盐碱水中，其耐腐蚀性要弱于B30合金；

2、其抗拉强度在550~650MPa，但在一些高端轴承等产品中，其抗拉强度仍无法满足要求；

3、加入过多杂质，且这些杂质固溶度不高，会影响整体的导电性；

4、在熔铸过程中，当温度升高到850℃以上时，合金的热加工性能不足，容易发生开裂现象，造成合金产品加工失败。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种高导电高强度的铝白铜合金及其制备方法，能进一步提高耐腐蚀性、抗拉强度、导电性以及在高温环境下的热加工性能。

所述目的是通过如下方案实现的，

一种高导电高强度的铝白铜合金，它的重量百分比组成为：Ni：11～13%，Al:1.1～1.3%,所述铝在合金中能够形成与基体共格的Ni₃Al和与基体非共格的NiAl相，Fe：0.5～2.0%，Mn：0.5～2%，Ti：0.4%，Zr：1%，Cr≤2.0%，所述Cr与Ni相互混合构成粒子团，其余为Cu，所述Cu能与所述Ni形成Cu-Ni合金，部分Al能添加到Cu-Ni合金中，使得Cu-Ni合金在中性和酸性的盐水中可以在表面形成Al₂O₃薄膜，其中，1.0≤Fe+Mn≤3，还包含Sn和/或Y，其重量百分比分别为：Sn：0.2~0.5%，Y：0.05～0.1%。

一种用于制备上述高导电高强度的铝白铜合金的方法，包括以下工艺步骤：

一、原料准备，同时对合金模具进行预热，

二、将原料按照质量百分比进行配料、投料、熔炼，

三、精炼、除气、扒渣，由此降低合金材料中非必需杂质所占的百分比，使得耐蚀白铜合金纯度更高，

四、浇铸，将经过步骤三处理后的半成品合金放入合金模具中进行浇铸，

五、冷却，

六、开模，取出合金铸件，

七、铣面，

八、一次冷轧，

九、中间退火，

十、二次冷轧，

十一、成品退火，

十二、成品硬化。

作为本发明的改进，在步骤四中，合金模具预先填装了冒口。

作为本发明的优选，所述合金模具装冒口包括了如下步骤：

1)、在模具表面上涂料；

2）、在浇铸工序开始前对模具进行二次预热；

3）、合模；

4）、保温冒口准备；

5）、填装冒口。

作为本发明的具体技术方案，所述一次冷轧和二次冷轧均在挤压设备中进行。

作为本发明的改进，所述挤压设备包括了凸模、凹模、挤压筒，在挤压筒中形成了空腔，所述凹模通过支撑环放置于空腔中，所述凸模能伸入空腔中并与所述凹模压紧。

作为本发明的进一步改进，所述的投料为：加入电解铜、纯镍、铜铁中间合金、铜锰中间合金，熔化后，再选择加入纯锡和/或铜钇中间合金。

作为本发明的优选，采用非真空感应电炉进行熔炼，所述熔炼的温度为1250～1300℃，所述浇铸的温度为1150～1200℃，铸锭的出口温度为320～370℃，出水温度为50～60℃。