一种铜合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铜合金及其制备方法，涉及铜合金技术领域。铜合金，按质量百分比计，其元素成分及含量如下：铜60％

【技术实现步骤摘要】
一种铜合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铜合金
，具体而言，涉及一种铜合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]铸造铜合金普遍存在晶粒粗大，加工性能差的问题，因此需要通过其他方式进行晶粒细化，铜合金常用的晶粒细化的加工方式有锻压、轧制等，但需要对加工后的铜合金进行后续热处理消除加工应力影响，工艺复杂。
[0003]此外，在铸造时细化的方式有电磁搅拌方式做金属熔体进行搅拌，促进晶核的形成或切割原有枝晶臂形成新的形核，从而促进晶粒细化，但对于量较大的金属熔体，电磁搅拌方式的效果将急剧下降，且会造成组织不均匀的情况产生。
[0004]因此，需要设计一种能在凝固时自体形成细化晶粒的高性能铜合金，以满足市场需求。
[0005]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种铜合金及其制备方法，旨在细化铜合金晶粒，提升铜合金的强度和加工性能。
[0007]本专利技术是这样实现的：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种铜合金，按质量百分比计，其元素成分及含量如下：铜60％
‑
65％、镍8％
‑
15％、碳化钨0.8％
‑
2.2％、锡0.1％
‑
1.0％、锰0.1％
‑
0.2％、铁0％
‑
0.25％、铅0％
‑
0.05％，余量为锌及不可避免的杂质。
[0009]在可选的实施方式中，按质量百分比计，其元素成分及含量如下：铜60％
‑
63％、镍10％
‑
12％、碳化钨1％
‑
2％、锡0.3％
‑
0.5％、锰0.15％
‑
0.2％、铁0％
‑
0.15％、铅0％
‑
0.05％，余量为锌及不可避免的杂质。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种前述实施方式中铜合金的制备方法，包括：在熔炼的铜合金中加入纳米WC粉末，通过超声震荡使纳米WC粉末均匀分散于合金中，细化合金晶粒。
[0011]在可选的实施方式中，包括：先将粒径为60μm
‑
100μm的铜粉与粒径为60nm
‑
100nm的碳化钨粉末按照1:2.8
‑
3.2混合均匀得到混合粉体；将合金锭块熔化，再与混合粉体超声混合，之后浇筑成型；
[0012]优选地，在制备混合粉体的过程中，利用玛瑙球与物料混合装入球磨罐中进行球磨。
[0013]在可选的实施方式中，超声混合是控制振幅为50
‑
80μm，频率为15
‑
30KHz，超声时间为15
‑
20min。
[0014]在可选的实施方式中，玛瑙球包括第一球体、第二球体和第三球体，第一球体的直径为14mm
‑
16mm，第二球体的直径为9mm
‑
11mm，第三球体的直径为5mm
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7mm，第一球体、第二球体和第三球体的质量比为1:0.8
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1.2:0.8
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1.2；球磨转速为200r/min
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250r/min，球磨时
间为5h
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7h。
[0015]在可选的实施方式中，将洋白铜C7541和锡黄酮Hsn62
‑
1按照质量比为3.8
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4.2:1配料得到合金锭块，将合金锭块在保护气氛下升温至熔炼温度，待固体完全熔化后向合金熔体中加入混合粉体，混合粉体的加入量与合金熔体的质量比为0.8
‑
1.2:100；
[0016]加入混合粉体之后，在保持熔炼温度的条件下对合金熔体进行超声处理。
[0017]在可选的实施方式中，熔炼温度为1100℃
‑
1300℃，保温时间为20min
‑
40min。
[0018]在可选的实施方式中，浇筑成型是浇筑进水冷模具中形成棒体。
[0019]本专利技术具有以下有益效果：通过引入碳化钨(WC)，并对各组分的用量进行优化，使原料易于熔化且混合均匀性，利用异质形核WC在成型时可以细化铜合金晶粒，形成一种在凝固时自体形成细化晶粒的高性能铜合金。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例制备方法所用设备的结构示意图；
[0022]图2为实施例1制备得到产品的金相图；
[0023]图3为实施例2制备得到产品的金相图；
[0024]图4为实施例3制备得到产品的金相图；
[0025]图5为对比例1制备得到产品的金相图；
[0026]图6为对比例2制备得到产品的金相图。
[0027]001
‑
热电偶；002
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传感器探头；003
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熔炼坩埚；004
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电磁感应加热线圈；005
‑
超声振动仪。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0029]本专利技术实施例提供一种铜合金，按质量百分比计(wt％)，其元素成分及含量如下：铜(Cu)60％
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65％、镍(Ni)8％
‑
15％、碳化钨(WC)0.8％
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2.2％、锡(Sn)0.1％
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1.0％、锰(Mn)0.1％
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0.2％、铁(Fe)0％
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0.25％、铅(Pd)0％
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0.05％，余量为锌(Zn)及不可避免的杂质。通过在铜合金中引入碳化钨(WC)，并对各组分的组成进行控制使合金易于熔融，提高碳化钨混合的均匀度，利用异质形核WC在成型时可以细化铜合金晶粒，形成一种在凝固时自体形成细化晶粒的高性能铜合金。
[0030]为进一步提升铜合金的性能，专利技术人对各组分的用量进行了优化：按质量百分比计，其元素成分及含量如下：铜(Cu)60％
‑
63％、镍(Ni)10％
‑
12％、碳化钨(WC)1％
‑
2％、锡(Sn)0.3％
‑
0.5％、锰(Mn)0.15％
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0.2％、铁(Fe)0％
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0.15％、铅(Pd)0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜合金，其特征在于，按质量百分比计，其元素成分及含量如下：铜60％
‑
65％、镍8％
‑
15％、碳化钨0.8％
‑
2.2％、锡0.1％
‑
1.0％、锰0.1％
‑
0.2％、铁0％
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0.25％、铅0％
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0.05％，余量为锌及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的铜合金，其特征在于，按质量百分比计，其元素成分及含量如下：铜60％
‑
63％、镍10％
‑
12％、碳化钨1％
‑
2％、锡0.3％
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0.5％、锰0.15％
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0.2％、铁0％
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0.15％、铅0％
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0.05％，余量为锌及不可避免的杂质。3.一种权利要求1或2中所述铜合金的制备方法，其特征在于，包括：在熔炼的铜合金中加入纳米WC粉末，通过超声震荡使纳米WC粉末均匀分散于合金中，细化合金晶粒。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括：先将粒径为60μm
‑
100μm的铜粉与粒径为60nm
‑
100nm的碳化钨粉末按照1:2.8
‑
3.2混合均匀得到混合粉体；将合金锭块熔化，再与所述混合粉体超声混合，之后浇筑成型；优选地，在制备所述混合粉体的过程中，利用玛瑙球与物料混合装入球磨罐中进行球磨。5.根据权利要求4所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：万能，林细勇，钟子强，何旺枝，钱进，
申请(专利权)人：日丰企业集团有限公司日丰新材有限公司日丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：