[发明专利]一种Cu-Mn-Ni-Si铜基钎料制备方法及其应用

权利要求书

1.一种Cu-Mn-Ni-Si铜基钎料制备方法，其特征在于，所述Cu-Mn-Ni-Si铜基钎料的化学组成及重量百分比为：Mn：23％～25％，Ni：9％～11％，Si:1.5～3％，Cu：余量；所述Cu-Mn-Ni-Si铜基钎料的制造方法包括以下步骤：

第一步：按照合金材料的成分要求Mn：23％～25％，Ni：9％～11％，Si:1.5～3％，Cu：余量，对各合金元素进行配比，选择并称取相应的原料；

第二步：将上述原料装入中频感应熔炼炉内，开始加热融化；熔炼炉采用pH值为10～12的石墨坩埚，熔炼时首先将铜分为等量的三份，将其中一份铺在熔炼炉内的石墨坩埚底部；然后依次加入Ni、Si；之后继续加入剩余的两份铜；最后加入Mn，石墨坩埚中的原料要保持密实；然后关闭真空室并进行抽真空，当真空室内的真空度达到10～13Pa时，进行预热；然后送电升温，加大熔化功率，使原料快速熔化；原料熔化结束后，继续升温，将金属液温度升至1460℃～1480℃后保温5～10min，搅拌金属液，使其充分熔解；同时，在金属液熔化后，通过炉膛底部的气体扩散装置向炉内通入氩气；然后关闭中频感应炉的电源，继续通气，将金属液的温度降至1300℃～1320℃后保温，继续通入氩气，并搅拌金属液；其中Mn采用电解锰、Ni采用电解镍、Si采用工业硅；

在所述第二步中，中频感应熔炼炉采用频率为5000～10000Hz的中频感应电炉，采用两相或三相供电，功率为30～40kW，炉内实现整体搅拌；

第三步：上述原料全部融化均匀，并除气除渣后，通过流槽注入到在线半固态处理装置内，进行半固态处理；待半固态处理结束后，继续上引至上引连续铸造炉内，精炼后上引连续铸造获得Φ10～30mm的铜杆坯料，上引连续铸造的速度为220～240mm/min，然后在980～990℃之间在线连续固溶强化2.5～3小时，接着水冷冷却至室温；在线连续固溶强化采用的装置包括圆柱本体，所述圆柱本体内上设置有升温设备，所述圆柱本体的轴线设置有转动装置，所述圆柱本体的上部和下部分别设置有进料孔和出料孔，所述圆柱本体的上部还设置有氩气入口和控压装置；上述步骤全程在氩气保护气氛下进行；

在所述第三步中，所述水冷冷却采用的装置包括冷却圆柱本体，所述冷却圆柱本体上部和下部分别设置有出水孔和进水孔，所述冷却圆柱本体的外部设置有水冷循环装置，所述水冷循环装置通过管路分别与出水孔和进水孔相连接，所述冷却圆柱本体内部设置有上下两个均匀布水盘，所述上下两个均匀布水盘位于出水孔和进水孔之间，所述上下两个均匀布水盘之间设置有冷却转动装置；所述冷却圆柱本体上设置有进料孔和出料孔，所述进料孔和出料孔位于上下两个均匀布水盘之间，所述进料孔位于出料孔上方；

第四步：将铜杆坯料进行多道次轧制，中间反复高温退火，退火温度500～700℃，保温2～4小时，最终获得Φ0.5～2.0mm的合金线丝材或厚度0.05～0.5mm的扁带材；

所述第四步中，进行多道次轧制时采用轧机，由所述轧机的第一升降装置上的保持机构来夹持铜杆坯料，由所述轧机的第一升降装置上的推板将铜杆坯料送入轧机的上下轧辊之间进行初次轧制；轧制后的铜杆坯料进入轧机的第二升降装置，并由第二升降装置上的保持机构夹持初次轧制后的铜杆坯料；所述第二升降装置下降，由第二升降装置上的推板将初次轧制后的铜杆坯料送入所述上下轧辊之间进行逆向的二次轧制；二次轧制后的铜杆坯料进入轧机的第一升降装置，并由第一升降装置上的保持机构夹持；所述轧机的第一升降装置下降，重复所述的初次轧制的步骤进行三次轧制；轧制后的铜杆坯料进入第二升降装置，并由所述第二升降装置上的保持机构夹持；所述第二升降装置下降，重复所述的二次轧制的步骤进行四次轧制，依此类推。

2.根据权利要求1所述的Cu-Mn-Ni-Si铜基钎料制备方法，其特征在于，在所述第四步中，将铜杆坯料进行多道次热、冷轧制及反复中间退火获得扁带材或线丝材，所述道次可以为2～6次。

3.根据权利要求1所述的Cu-Mn-Ni-Si铜基钎料制备方法，其特征在于，在所述第四步中，所述多道次轧制的总变形量为73～78％，首次轧制的变形量为40～45％。

4.一种Cu-Mn-Ni-Si铜基钎料的应用，其特征在于，所述Cu-Mn-Ni-Si铜基钎料根据权利要求1-3之一的制备方法而制得，并且以上步骤获得的不同规格的Cu-Mn-Ni-Si合金线丝材和带材应用于建筑、建桥、铺路、造车、高铁真空罩、飞机不锈钢芯板的热风焊接。