[发明专利]焊接用铜基合金材料及其制造方法

说明书

本发明涉及焊接用铜基合金材料及制造方法，根据本发明实施例的焊接用铜基合金材料按重量百分比包含如下元素：锰Mn 0.2％‑1.5％、锌Zn 18％‑29％、银Ag 0.001％‑0.01％、硼B 0.001‑0.003％、镍Ni 0.001％‑0.01％、钼Mo 0.001％‑0.009％、铟In 0.001％‑0.01％、锆Zr 0.001％‑0.01％、铈Ce 0.001‑0.005％、钪Sc 0.001％‑0.009％，铷Rd 0.001％‑0.009％，铌Nb 0.001％‑0.005％，钕Nd 0.002％‑0.01％，余量为铜Cu。本发明与现有技术相比，根据本发明实施例的焊接用铜基合金材料，可以获得优异的焊接质量，具有优异的焊接工艺适应性。

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及铜合金材料，尤其涉及一种焊接用铜基合金材料及其制造方法。

背景技术

夹具是在机械加工、焊接、热处理、检验及装配等工艺过程中用于精确固定加工对象的装置，其中应用最广、种类最多的为机械加工过程中使用的机床夹具。机床夹具大幅提高了工件的加工精度和加工生产率，扩大了通用机床的加工范围。

随着工业领域与科学技术的进步，各种设备、仪器及元器件等不断向集成化、高精度化发展，对于机械加工工艺和装备的要求也不断提高。机床用夹具作为加工装备中必不可少的组成部分，其是否满足应用需求，取决于其材料选择、结构设计、制造工艺及最终的性能。

现有高精度机床夹具都采用硬质合金钢基体焊接的方式进行制造和应用。硬质合金具有很高的硬度、强度和耐磨性，但是脆性高、韧性差，且其可加工性差，成本很高；钢基体虽然不具备极高的硬度和耐磨性，但其具有很好的塑性、韧性；用焊接的方法将硬质合金镶嵌在钢基体上，很好地解决了硬质合金成本高、难以加工、形状简单、尺寸有限、韧性差等不足。机床用夹具长期应用于具有挤压、冲击或交变载荷的腐蚀环境，基体钢与硬质合金的焊接质量很大程度上决定了夹具的性能和寿命。

焊接是包括热能传递、元素扩散、化学冶金反应、焊接基体材料组织及晶粒变化等一系列化学、物理现象的综合过程。长久以来，机床夹具的焊接存在以下问题：1)焊接用材料对于焊接工艺参数包括焊接温度、保温时间、加热速度、冷却速度、焊接环境等具有极高的要求；2)焊接材料对基体材料的润湿性和铺展性有待改善；3)焊接后存在焊接残余应力、焊接裂纹、界面反应及焊接区域组织脆化等焊接缺陷，且并非在焊接后立即呈现；4)现有焊接材料的焊接工艺参数对钢基体材料与硬质合金材料均产生有害影响，降低夹具的整体强度；5)焊接用材料的成本高昂，有些含有有毒元素，污染环境。

综上，焊接用材料是提高车床夹具硬质合金材料与钢基体焊接质量的关键，是提高车床夹具性能和寿命的核心。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供焊接用铜基合金材料及焊接用铜基合金材料的制造方法。

根据本发明的一方面，根据本发明实施例的一种焊接用铜基合金材料，按重量百分比包含如下元素：锰Mn 0.2％-1.5％、锌Zn 18％-29％、银Ag 0.001％-0.01％、硼B0.001-0.003％、镍Ni 0.001％-0.01％、钼Mo 0.001％-0.009％、铟In 0.001％-0.01％、锆Zr 0.001％-0.01％、铈Ce 0.001-0.005％、钪Sc 0.001％-0.009％，铷Rd 0.001％-0.009％，铌Nb 0.001％-0.005％，钕Nd 0.002％-0.01％，余量为铜Cu。

根据本发明的示例性实施例，所述焊接用铜基合金材料的的成分中，Ag、B和Ni的重量百分比合计为0.004％-0.015％，Zr的重量百分比、Mo的重量百分比的1/4、Ce的重量百分比的1/3以及Sc的重量百分比合计为0.003％-0.015％，Mn的重量百分比的1/5、Rd的重量百分比的1/3以及Nd的重量百分比的1/4合计为0.042％-0.258％，In的重量百分比、Nb的重量百分比的1/2以及Sc的重量百分比的1/3合计为0.002％-0.012％。