[发明专利]一种铜铝锰合金及其制备方法

说明书

本发明涉及有色金属材料制备技术领域，公开了一种铜铝锰合金及其制备方法，所述铜铝锰合金，含化学元素按质量分数配比为：Al：9.5‑10.5％，Mn：11.5‑12.5％，余量为Cu，所述铜铝锰合金金相组织包括亚稳态β相组织和晶内弥散分布的α相。本发明的制备方法对生产设备要求低，不需要高温固溶热处理炉，制备方法简单节能，且不需气体保护，有利于该方法的推广应用。所生产的CuAlMn合金抗拉强度≥1000MPa，延伸率≥12％，合金的抗软化温度超过400℃，本发明的CuAlMn合金可应用于对强度和塑性都要求较高的场合，如重载轴承轴瓦、高温化工设备中的耐磨耐压阀体、核反应堆外围设备中的弹性结构件等。

技术领域

本发明属于有色金属材料制备领域，具体地涉及一种铜铝锰合金及其制备方法。

背景技术

中低成分的铜铝锰合金因其具有高强、高塑、耐蚀等性能特点而广泛用于重载轴承、高温高压化工设备阀体阀门等场合。近年来，随着这类工业设备承载能力的不断提高和使用环境的日趋复杂化，对铜铝锰合金提出了更高的性能要求，要求提高合金的强度的同时不损失塑性，且合金具有高的抗软化温度。要提高合金的强度，就需要进一步提高合金中铝与锰的含量，但如果不辅以相应的加工制备工艺改进，则合金塑性必然降低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中无法同时提高合金强度与塑性的技术问题，提供一种高成分铜铝锰合金组织及其制备方法，该铜锰铝合金具有更高的强度和塑性，能够满足使用于工业装备时的高机械性能、耐蚀、低成本、耐高温软化的要求。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种高成分铜铝锰合金，所述铜铝锰合金含化学元素按质量分数配比为：Al：9.5-10.5％，Mn：11.5-12.5％，余量为Cu，所述铜铝锰合金金相组织包括亚稳态β相组织和晶内弥散分布的α相，α相的含量5％-10％，其余为β相。

进一步地，所述合金的抗拉强度≥1000MPa，延伸率≥12％，合金的抗软化温度超过400℃；

优选地，所述α相的重量含量为7-9％，β相的重量含量为91-93％。

本发明提供一种上述的铜铝锰合金的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)按合金元素配方投料进行熔炼得到合金元素液；

2)将所述合金元素液铸造后进行铣面；

3)然后进行轧制；

4)然后进行临界温变形处理；

5)然后进行时效处理。

优选地，所述步骤1)包括：

1.1)将铜熔化，用木炭完全覆盖熔液液面；

1.2)将电解锰用铜箔包裹后压入熔液液面下，使电解锰在液面下完全熔融，防止锰的氧化；

1.3)向溶液中加入铝并搅拌熔体防止过热。

优选地，所述步骤2)中铸锭铸造后铣面的条件使得铣面约1-2mm，并去除表面夹杂和气孔缺陷。

优选地，所述步骤3)的所述的轧制方式包括热轧或热挤压。

热轧条件包括：

铸坯热轧加热温度为700℃-850℃，终轧温度不低于550℃；热轧加热时间为1-2小时；热轧后的样品空冷不需水淬。

热挤压的条件包括：挤压温度为700℃-800℃，挤压筒预热温度为550-600℃，挤压后出料温度不低于550℃，挤压后的样品空冷不需水淬。

优选地，所述步骤4)的临界温变形处理方式包括温轧或者临界温拉拔。