[发明专利]一种发动机用铜基多元高温难变形合金丝材的制备方法

说明书

本发明公开了一种发动机用铜基多元高温难变形合金丝材的制备方法，该方法包括：一、准备原料；步骤二、将原料中的金属单质和NiB中间合金真空感应熔炼至完全熔化后再加入Ag包覆的Mn单质原料精炼，经浇铸得到铜基多元合金复合棒料；三、挤压或旋锻；四、精锻；五、精锻件经退火后拉制得到铜基多元高温难变形合金丝材。本发明将经真空感应熔炼法得到的精炼熔液采用长薄壁管浇铸得到铜基多元合金复合棒料，然后结合挤压锻造，以及对应的热处理及冷加工的复合制备工艺，使得铜基多元高温难变形合金丝材中的成分得到很好的控制，有效解决了轧制加工造成的锻裂、夹杂等问题，突破了铜基多元高温难变形合金丝材的制备技术瓶颈。

技术领域

本发明属于丝材制备技术领域，具体涉及一种发动机用铜基多元高温难变形合金丝材的制备方法。

背景技术

近年来，随着航天技术的发展，其发动机关键部件密封用高温合金钎料的高温性能要求愈来愈高。传统的航空用铜镍系(CuNiSiFeB)合金、银铜锌系（AgCuZnCd）合金很难满足要求，含银的铜基多元高温难变形合金的制备方法受到各国的关注。

铜、镍、银、锰、硅、硼合金具有良好的流动性、浸润性而应用于航天发动机关键部件的一级钎焊，前苏联及欧、美国家早在上世纪80～90年代就以开展相关的研究工作。由于技术的壁垒，国内的制备技术多年来无法实现高熔点铜基合金产品的量化生产，制约着我国航天技术向前发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种发动机用铜基多元高温难变形合金丝材的制备方法。该方法将经真空感应熔炼法得到的精炼熔液采用长薄壁管浇铸得到铜基多元合金复合棒料，然后结合挤压锻造，以及对应的热处理及冷加工的复合制备工艺，使得铜基多元高温难变形合金丝材中的成分得到很好的控制，有效解决了轧制加工造成的锻裂、夹杂等问题，使其适用于发动机。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种发动机用铜基多元高温难变形合金丝材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、按照以下质量百分含量准备各组分原料：Ni 10.0%~11.0%，Mn 15.0%~17.0%，Ag 5.0%~6.0%，Si 0.4%~0.8%，B 0.1%~0.2%，余量为Cu；所述B的原料为NiB中间合金，其他组分的原料为金属单质；所述Mn单质原料采用Ag包覆；

步骤二、将步骤一中准备的各组分原料中的金属单质和NiB中间合金放入真空感应熔炼炉的坩埚内，将步骤一中准备的Ag包覆的Mn单质原料放入真空感应熔炼炉的顶部料斗内，然后对真空感应熔炼炉进行抽真空至其真空度为10^-2MPa~10^-3MPa时加热升温，使坩埚内的原料完全熔化后，将Ag包覆的Mn单质原料从顶部料斗加入到坩埚中与熔化后的原料混合精炼2min~5min，得到精炼熔液，再将真空感应熔炼炉的加热功率降至5kW~10kW后，将精炼熔液浇铸到长圆铁管或不锈钢管中冷却，得到铜基多元合金复合棒料；

步骤三、将步骤二中得到的铜基多元合金复合棒料置于挤压机中进行挤压，得到挤压坯料；或者将步骤二中得到的铜基多元合金复合棒料置于旋锻机中进行旋锻，得到旋锻件；

步骤四、将步骤三中得到的挤压坯料或旋锻件去除外层包覆的长圆铁管或不锈钢管，然后进行精锻，得到精锻件；

步骤五、将步骤四中得到的精锻件放置于箱式退火炉中进行再结晶去应力退火，然后采用拉丝圆模拉制成圆丝，得到铜基多元高温难变形合金丝材。