一种易切削铜合金材料及其制备方法
【专利摘要】一种易切削铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：钛3.25-3.5、铝0.6-0.8、钒0.06-0.09、铋0.03-0.05、镍7-8、Hf0.08-0.12、Sc0.04-0.07、余量为铜。本发明合金通过添加钛、Sc、Hf等元素增加了切削性能，保证了优异的导电性能，通过添加铝、钒，合金具有良好的抗拉强度和热加工性能，且无毒无害；通过合理控制铸后处理温度，使用废铜作为原料，使芯部硬度与表面硬度基本一致,合金品质均一。本发明适用于制作精密电工仪器﹑变阻器﹑精密电阻﹑应变片﹑热电偶等。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
【专利说明】一种易切削铜合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种易切削铜合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]铜因其良好的导电性，可塑性，耐腐蚀性，应用非常广泛。在铜合金中添加铝、镍、锰、锡、硅、铅等元素，可以改善铜的性能，用于不同的场所。目前我国现有的铜合金仍存在一些问题，如合金内含有大量杂质元素，高温疲劳性差、高温强度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系数大，使用寿命短；导电性差，浪费电能；弯曲加工性能差，容易折断；质量重，施工困难；还不能满足市场要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种易切削铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有切削性好、热加工性能好、导电性好的优点。
[0004]本发明的技术方案如下:
一种易切削铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:钛
3.25-3.5、铝 0.6-0.8、钒 0.06-0.09、秘 0.03-0.05、镍 7-8、Hf0.08-0.12、Sc0.04-0.07、余量为铜。
[0005]所述的易切削铜合金材料的生产方法，其特征在于:
(1)、准备纯铜与废铜按1:0.3-0.6比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
(2 )、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)镍；(2 )钛、铝、Hf ; (3 )其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22-25分钟，投料后搅拌均匀。
[0006]所述的铸后热处理是:先由室温以250_260°C /小时速率升温至280_290°C，保温50-60分钟，再以250-260 °C /小时速率升温至600-610 °C，保温1_2小时；再以250-2600C /小时速率降温至100-110°C，保温1_2小时；再以220_230°C /小时速率升温至370-380O，保温1-2小时；再以250-2600C /小时速率降温至100-110°C，保温1-2小时；再以200-210°C /小时速率升温至300-320°C，保温2_3小时，取出空冷即得。
[0007]所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:二氧化硅8-12、凹凸棒土 8-12、蛭石5-8、凹凸棒土 8-10、麦饭石3-4、树木灰烬1-2、氯化钾5_8、氟化钙3_5、硝酸钠3_5 ；其制备方法是将二氧化娃、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麦饭石、树木灰焊混合，加热至2600-3000°C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
[0008]本发明的有益效果
本发明合金通过添加钛、Sc、Hf等元素增加了切削性能，保证了优异的导电性能，通过添加铝、钒，保证了合金具有良好的抗拉强度和热加工性能，且无毒无害；通过合理控制铸后处理温度，使用废铜作为原料，使芯部硬度与表面硬度基本一致，合金品质均一。本发明铜合金适用于制作精密电工仪器、变阻器、精密电阻、应变片、热电偶等。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
【具体实施方式】
[0009]一种易切削铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为:钛
3.25-3.5、铝 0.6-0.8、钒 0.06-0.09、秘 0.03-0.05、镍 7-8、Hf0.08-0.12、Sc0.04-0.07、余
量为铜。
[0010]所述的易切削铜合金材料的生产方法如下:
(I)、准备纯铜与废铜按1:0.5比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
(2 )、合 金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)镍；(2 )钛、铝、Hf ; (3 )其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为23分钟，投料后搅拌均匀。
[0011]所述的铸后热处理是:先由室温以255°C /小时速率升温至285°C，保温55分钟，再以255°C /小时速率升温至605°C，保温1.5小时；再以255°C /小时速率降温至105°C，保温1.5小时；再以225°C /小时速率升温至375°C，保温1.5小时；再以255°C /小时速率降温至105°C，保温1.5小时；再以205°C /小时速率升温至310°C，保温2.5小时，取出空冷即得。
[0012]所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:二氧化硅8、凹凸棒土 8、蛭石
8、凹凸棒土 8、麦饭石3、树木灰烬1、氯化钾8、氟化钙5、硝酸钠5 ;其制备方法是将二氧化娃、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麦饭石、树木灰焊混合,加热至2600-3000°C,搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
[0013]本实施例易切削铜合金材料，抗拉强度6 b为613Mpa，屈服强度544MPa，硬度值HB为137，导电率％IACS61，软化温度612°C，20°C延伸率14.1%。
【权利要求】
1.一种易切削铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:钛 3.25-3.5、铝 0.6-0.8、钒 0.06-0.09、秘 0.03-0.05、镍 7-8, Hf 0.08-0.12,Sc0.04-0.07、余量为铜。
2.根据权利要求1所述的易切削铜合金材料的生产方法，其特征在于: (I)、准备纯铜与废铜按1:0.3-0.6比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等； (2 )、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)镍；(2 )钛、铝、Hf ; (3 )其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22-25分钟，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的易切削铜合金材料的生产方法，其特征在于:所述的铸后热处理是:先由室温以250-260°C /小时速率升温至280-290°C，保温50-60分钟，再以250-2600C /小时速率升温至600-610°C，保温1-2小时；再以250_260°C /小时速率降温至100-110°C，保温1-2小时；再以220-230°C /小时速率升温至370-380°C，保温1_2小时；再以250-2600C /小时速率降温至100-110°C，保温1-2小时；再以200-210°C /小时速率升温至300-320°C，保温2-3小时，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所 述的易切削铜合金材料的生产方法，其特征在于:所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:二氧化硅8-12、凹凸棒土 8-12、蛭石5-8、凹凸棒土 8-10、麦饭石3-4、树木灰烬1-2、氯化钾5-8、氟化钙3-5、硝酸钠3_5 ;其制备方法是将二氧化硅、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麦饭石、树木灰焊混合，加热至2600-3000°C,搅拌1-2小时,冷却后,加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
【文档编号】C22C9/06GK104032184SQ201410197556
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】陈大军 申请人:蚌埠市宏威滤清器有限公司