[发明专利]一种热挤压模具用铜钢固液复合双金属材料及制备方法

权利要求书

1.一种热挤压模具用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于，所述双金属复合材料中基板为钢板，铜合金板附着在钢板表面；所述铜合金的成分按重量百分比计如下：Al：9.0%~11.0%，Fe：2.0%~4.0%，Mn：2.0%~3.0%， Ni：0.5%~0.8%，Co：1.0%~1.5%，B：0.1%~0.2%，余量为Cu及不可避免杂质；所述钢的成分按重量百分比计如下：C：0.35%~0.45%，Si：1.00%~1.50%，Mn：0.70%~0.80%，P≤0.015%，S≤0.015%，Cr：4.0%~5.0%，Mo：1.50%~1.80%，余量为Fe及不可避免杂质；

所述的一种热挤压模具用铜钢固液复合双金属材料的制备方法，具体工艺包括：

（1）钢板预处理：首先在钢板表面铣出凹槽，所述凹槽深度为5~8mm，将凹槽表面进行机械打磨、酸洗、水洗、干燥，使凹槽表面铁锈打磨掉使其露出光亮的新鲜金属面；随后对钢板进行脱脂处理，为了有效去除钢板表面的油污，将脱脂液加热至60~70℃对钢板表面进行脱脂处理，涂抗氧化剂后烘干备用；

（2）预热：将预处理后的钢板加热至850℃~900℃，之后将其置于模具型腔中；

（3）固液复合：在浇注开始前用惰性气体充满模具型腔，随后迅速将熔炼好的铜合金金属液浇注到预处理的钢板表面，浇注温度为1150~1180℃，之后空冷，空冷至铜合金侧温度为930~960℃时，取出浇注后坯料并立即在钢板底部喷冷却水冷却，直至双浇注后坯料冷却至200~250℃，随后空冷至室温，经后续机械加工制得铜钢双金属复合板坯；

（4）复合板坯加热：加热温度控制在910~960℃，均热段保温2~3h；

（5）热轧：开轧温度控制在850~880℃，第一道次压下率控制在17%~20%，轧制总变形率控制在60%~70%；

（6）热处理：淬火+回火处理；

淬火温度：880~920℃，保温时间：2~3h，出炉后油冷至室温；之后进行回火热处理，回火温度：600~620℃，保温时间2~3h。

2.根据权利要求1所述的热挤压模具用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于，所述铜合金板附着在钢板的一面或两面。

3.根据权利要求1所述的热挤压模具用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于，所述铜合金板与钢板的厚度比为1：（22.3~27.9）。

4.根据权利要求1所述的热挤压模具用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于，所述双金属材料截面洛氏硬度36~41HRC，截面硬度差≤4HRC，Z向抗拉强度Rm≥550MPa，伸长率A≥12%，复合界面剪切强度380~410MPa。

5.根据权利要求1所述的热挤压模具用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于，所述步骤（3）中双金属复合板坯中铜合金的板坯厚度为5~8mm，铜合金与钢的板坯厚度之比为1：（20~25）。