一种高弹性模量的黄铜合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高弹性模量的黄铜合金材料，由下述重量百分比的原料制成：Zn 15‑40wt%、Sn 0.3‑1.5wt%、Fe 0.3‑1.5wt%、Co 0.1‑0.8wt%、Cr 0.1‑0.8wt%、Ag 0.1‑0.8wt%、余量为Cu。本发明专利技术的黄铜合金导电材料具有非常优异的弹性性能和导电性能，弹性模量达到119.3Gpa，导电率达到43%IACS；本发明专利技术是发明专利技术人经过大量的试验和创造性的劳动得到的，通过在现有技术中的黄铜合金导电材料技术方案的基础上进行改进，通过筛选元素种类、调整元素之间的用量配比，在提高弹性性能方面起到了协同作用，并且依然具有优异的导电性能，大大超出了本领域技术人员的预期。

A Brass Alloy Material with High Elastic Modulus and Its Preparation Method

The invention discloses a high elastic modulus brass alloy material, which is made of the following weight percentage raw materials: Zn 15 40wt%, Sn 0.3 1.5wt%, Fe 0.3 1.5wt%, Co 0.1 0.8wt%, Cr 0.1 0.8wt%, Ag 0.1 0.8wt%, and the remaining amount of copper. The brass alloy conductive material of the invention has excellent elastic and conductive properties, the modulus of elasticity reaches 119.3Gpa, and the conductivity reaches 43% IACS. The invention is obtained by the inventor after a lot of experiments and creative work, and is improved on the basis of the technical scheme of the brass alloy conductive material in the existing technology by screening the types of elements and adjusting the elements. The dosage ratio plays a synergistic role in improving the elastic performance, and still has excellent electrical conductivity, which greatly exceeds the expectations of technical personnel in the field.

【技术实现步骤摘要】
一种高弹性模量的黄铜合金材料及其制备方法
本专利技术属于金属合金材料领域，特别涉及一种黄铜合金材料及其制备方法。
技术介绍
黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。黄铜有较强的耐磨性能，黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。为了提高黄铜的耐蚀性、强度、硬度和切削性等，在铜-锌合金中加入少量（一般为1%～2%，少数达3%～4%，极个别的达5%～6%）锡、铝、锰、铁、硅、镍、铅等元素，构成三元、四元、甚至五元合金，即为复杂黄铜，亦称特殊黄铜。黄铜合金的种类较多，由于价格低，广泛用作连接器、端子、继电器、开关等电接点材料。但是与磷青铜、铍铜、科森合金等比较，黄铜合金普遍存在弹性性能较差的缺陷。目前，现有技术已经公开了一些用作连接器、端子、继电器、开关等导电性材料的技术方案，例如公布号为CN101454468A的中国专利申请，公开了含有15-40质量%Zn的黄铜合金，为了进一步改善合金的强度、耐热性、耐应力缓和性等，可以以合计0.01-5.0质量%添加Sn、Ni、Si、Fe、Mn、Co、Ti、Cr、Zr、Al和Ag中的一种以上。但是，该黄铜合金的原料组分比较复杂，并且弹性性能并不是很优异，具有进一步提高的空间。因此，研究出一种配方更简单、弹性性能更优的黄铜合金导电材料成为一种迫切需求。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种配方简单、弹性性能优异的黄铜合金导电材料及其制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高弹性模量的黄铜合金材料，由下述重量百分比的原料制成：Zn15-40wt%、Sn0.3-1.5wt%、Fe0.3-1.5wt%、Co0.1-0.8wt%、Cr0.1-0.8wt%、Ag0.1-0.8wt%、余量为Cu。优选地，一种高弹性模量的黄铜合金材料，由下述重量百分比的原料制成：Zn15wt%、Sn1.5wt%、Fe0.3wt%、Co0.8wt%、Cr0.1wt%、Ag0.8wt%、余量为Cu。优选地，一种高弹性模量的黄铜合金材料，由下述重量百分比的原料制成：Zn40wt%、Sn0.3wt%、Fe1.5wt%、Co0.1wt%、Cr0.8wt%、Ag0.1wt%、余量为Cu。优选地，一种高弹性模量的黄铜合金材料，由下述重量百分比的原料制成：Zn30wt%、Sn1.5wt%、Fe1.5wt%、Co0.8wt%、Cr0.8wt%、Ag0.8wt%、余量为Cu。本专利技术的一种高弹性模量的黄铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：（1）配料：根据高弹性模量黄铜合金的组分，分别配取各原料备用；（2）熔炼：将原料Cu、原料Zn、原料Sn、原料Fe、原料Co、原料Cr、原料Ag依次加入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1180-1250℃，覆盖10mm厚的干燥石墨粉，保温20-30min；然后在1120-1180℃下进行浇铸，得到尺寸为24mm×60mm×160mm的黄铜合金铸锭，将黄铜合金铸锭经铣面和断头去尾后得到尺寸为20mm×50mm×140mm待加工件；（3）加工：按照热轧-粗轧-退火-中轧-退火-预精轧-退火-酸洗-精轧工艺制备；具体是待加工件首先在步进炉中加热100-120分钟，温度为800-850℃，然后热轧制成3.5m厚的板坯；粗轧、中轧后板坯的厚度分别为2.0mm、1.1mm；预精轧及精轧后板坯的厚度分别为0.6mm、0.5mm；制备过程中退火的工艺参数为：温度650-750℃，保温时间1-2小时；酸洗采用稀硫酸。在现有技术中，为了进一步改善合金的强度、耐热性、耐应力缓和性等，可以以合计0.01-5.0质量%添加Sn、Ni、Si、Fe、Mn、Co、Ti、Cr、Zr、Al和Ag中的一种以上。不过，现有技术同时教导了合金元素的追加可能导致导电率的降低、制造性降低、原料成本增加等，因此必须考虑到这一点。这些元素的总量不足0.01质量%，则不表现特性改善效果。另一方面，上述元素的总量超过5.0质量%，则导电率显著降低。而本专利技术在对合金元素组成及配比的研究，通过大量的筛选试验，意外地发现，特定组分的元素按照特定的配比，制得的黄铜合金具有超出预料的弹性性能。同时，最优的实施例显示，当添加元素为Sn1.5wt%、Fe1.5wt%、Co0.8wt%、Cr0.8wt%、Ag0.8wt%时，黄铜合金具有最佳的弹性性能，同时对黄铜合金的导电率没有造成太大影响。本专利技术相比于现有技术的有益效果：本专利技术的黄铜合金导电材料具有非常优异的弹性性能和导电性能，弹性模量达到119.3Gpa，导电率达到43%IACS；本专利技术是专利技术人经过大量的试验和创造性的劳动得到的，通过在现有技术中的黄铜合金导电材料技术方案的基础上进行改进，通过筛选元素种类、调整元素之间的用量配比，在提高弹性性能方面起到了协同作用，并且依然具有优异的导电性能，大大超出了本领域技术人员的预期。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。实施例1：一种高弹性模量的黄铜合金材料，由下述重量百分比的原料制成：Zn15wt%、Sn1.5wt%、Fe0.3wt%、Co0.8wt%、Cr0.1wt%、Ag0.8wt%、余量为Cu。上述黄铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：（1）配料：根据高弹性模量黄铜合金的组分，分别配取各原料备用；（2）熔炼：将原料Cu、原料Zn、原料Sn、原料Fe、原料Co、原料Cr、原料Ag依次加入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1180-1250℃，覆盖10mm厚的干燥石墨粉，保温20-30min；然后在1120-1180℃下进行浇铸，得到尺寸为24mm×60mm×160mm的黄铜合金铸锭，将黄铜合金铸锭经铣面和断头去尾后得到尺寸为20mm×50mm×140mm待加工件；（3）加工：按照热轧-粗轧-退火-中轧-退火-预精轧-退火-酸洗-精轧工艺制备；具体是待加工件首先在步进炉中加热100-120分钟，温度为800-850℃，然后热轧制成3.5m厚的板坯；粗轧、中轧后板坯的厚度分别为2.0mm、1.1mm；预精轧及精轧后板坯的厚度分别为0.6mm、0.5mm；制备过程中退火的工艺参数为：温度650-750℃，保温时间1-2小时；酸洗采用稀硫酸。实施例2：一种高弹性模量的黄铜合金材料，由下述重量百分比的原料制成：Zn40wt%、Sn0.3wt%、Fe1.5wt%、Co0.1wt%、Cr0.8wt%、Ag0.1wt%、余量为Cu。上述黄铜合金材料的制备方法同实施例1。实施例3：一种高弹性模量的黄铜合金材料，由下述重量百分比的原料制成：Zn30wt%、Sn1.5wt%、Fe1.5wt%、Co0.8wt%、Cr0.8wt%、Ag0.8wt%、余量为Cu。上述黄铜合金材料的制备方法同实施例1。对比例1：一种黄铜合金材料，由下述重量百分比的原料制成：Zn15wt%、Sn1.5wt%、Fe0.3wt%、Al0.8wt%、Cr0.1wt%、Ag0.8wt%、余量为Cu。对比例1的黄铜合金材料与实施例1不同之处在于，原料组分中用Al替代了Co，其他组分及用量同实施例1。上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高弹性模量的黄铜合金材料，其特征在于，由下述重量百分比的原料制成：Zn 15‑40wt%、Sn 0.3‑1.5wt%、Fe 0.3‑1.5wt%、Co 0.1‑0.8wt%、Cr 0.1‑0.8wt%、Ag 0.1‑0.8wt%、余量为Cu。

【技术特征摘要】
1.一种高弹性模量的黄铜合金材料，其特征在于，由下述重量百分比的原料制成：Zn15-40wt%、Sn0.3-1.5wt%、Fe0.3-1.5wt%、Co0.1-0.8wt%、Cr0.1-0.8wt%、Ag0.1-0.8wt%、余量为Cu。2.根据权利要求1所述的一种高弹性模量的黄铜合金材料，其特征在于，由下述重量百分比的原料制成：Zn15wt%、Sn1.5wt%、Fe0.3wt%、Co0.8wt%、Cr0.1wt%、Ag0.8wt%、余量为Cu。3.根据权利要求1所述的一种高弹性模量的黄铜合金材料，其特征在于，由下述重量百分比的原料制成：Zn40wt%、Sn0.3wt%、Fe1.5wt%、Co0.1wt%、Cr0.8wt%、Ag0.1wt%、余量为Cu。4.根据权利要求1所述的一种高弹性模量的黄铜合金材料，其特征在于，由下述重量百分比的原料制成：Zn30wt%、Sn1.5wt%、Fe1.5wt%、Co0.8wt%、Cr0.8wt%、Ag0.8wt%、余量为Cu。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑家法，
申请(专利权)人：郑家法，
类型：发明
国别省市：安徽,34