本发明专利技术涉及一种冷变形铜合金及其高精度管棒材制备方法，其组分重量百分比如下：Cu：60～64，X：≤1，Mn：2.0～3.5，Si：0.5～1.5，Fe：≤0.25，Pb：≤0.5，Ni：≤0.5，Y：0.1～0.25，Zn：余量，其余≤0.3。本发明专利技术的有益效果在于：1、具有高强度、适中的硬度，良好的耐磨减磨性、耐烧结性能及耐疲劳性能；2、采用冷拉方法制备的高精度棒材，适合用于对强度、耐磨性和塑性要求高的液压滑靴；3、采用冷轧方法制备的高精度小孔薄壁管材，适合用于对强度、耐磨性、塑性要求高的液压泵缸体衬套及类似工况的耐磨镶套零部件；4、解决了常规高强度耐磨铜合金必须采用挤压棒材用于加工小铜套的局限性，可大幅减小所需的加工余量。需的加工余量。需的加工余量。
【技术实现步骤摘要】
一种冷变形铜合金及其高精度管棒材制备方法
[0001]本专利技术涉及铜合金制备
，特别涉及一种冷变形铜合金及其高精度管棒材制备方法。
技术介绍
[0002]随着我国近几十年不断加大基础建设投入，广泛运用于挖掘机、水泥泵车等工程机械的柱塞泵、柱塞马达的核心设计及制造技术较多来源于欧美或日本，柱塞泵、柱塞马达中铜合金零部件的新型材料设计及制造也基本为欧美及日本所掌控，而我国国标中现有铜合金材料不能完全满足随液压市场发展不断提升的性能要求，需要自主设计并制造适合运用于液压泵及马达工况的铜合金材料，打破垄断，取代进口。
[0003]柱塞泵、柱塞马达中的缸体与柱塞，柱塞滑靴总成与斜盘各自构成柱塞泵中重要的摩擦副；其中缸体与柱塞、斜盘采用特殊钢材等黑色金属作为基体以具备高强度，与其各自形成摩擦副并承担耐磨的部分，则需采用高强度耐磨铜合金，比如缸体与柱塞两种黑色金属，不适合直接形成摩擦副，则在缸体上镶嵌耐磨铜合金缸体衬套，承受柱塞与缸体孔件剧烈的摩擦；柱塞与斜盘也是两种黑色金属，则在柱塞球头上设计铜合金滑靴，滑靴一端与柱塞球头扣压旋合形成灵活无阻碍的球面接触摩擦副，滑靴另一端与斜盘平面接触，缸体高速旋转下滑靴大端面与斜盘间形成剧烈摩擦。
[0004]因以上柱塞液压泵摩擦副结构设计特征，并在复杂的力与运动条件下长期高负荷工作，无论是铜合金缸体衬套还是滑靴铜合金，除良好的耐磨减摩性能要求外，还需要具备高强度、良好塑性、耐烧结、耐疲劳等综合性能。
[0005]同时，工程机械中高性能柱塞泵小型化设计节约空间、降低成本成为趋势，其中缸体等大体积零部件体积大幅压缩，其内部平均分布的多柱塞孔内径显著减小，镶嵌在缸体柱塞孔内衬套相应减小，传统的复杂铜合金材料及制造工艺难以实现小规格管材原材料的制备，退而采用复杂铜合金实心棒材加工，资源浪费太大。因此需要开发出既能满足性能需求，又可采用新型管材制备工艺的新材料，在原材料利用上达到良好的节能降耗效果。
技术实现思路
[0006]本专利技术实施例提供一种冷变形铜合金及其高精度管棒材制备方法，能解决相关技术中的问题。
[0007]一方面，本专利技术实施例提供了一种冷变形铜合金，
[0008]其组分重量百分比如下：Cu：60～64，X：≤1，Mn：2.0～3.5， Si：0.5～1.5，Fe：≤0.25，Pb：≤0.5，Ni：≤0.5，Y：0.1～0.25，Zn：余量，其余≤0.3。
[0009]在一些实施例中，X元素为Al、Ni、Co元素中的一种或几种； Y元素为Cr、V、Mo、Ti、Nb元素中的一种或几种；所述材料中 Mn、Si含量为：2.8＜Mn：Si＜3.3。
[0010]在一些实施例中，通过冷拉方法制备的高精度棒材，适用于对强度、耐磨性和塑性要求高的液压滑靴；通过冷轧方法制备的高精度小孔薄壁管材，适用于对强度、耐磨性和塑
性要求高的液压泵缸体衬套及类似工况下的耐磨镶套零部件。
[0011]一方面，提供一种高精度管棒材制备方法
，
包括以下步骤：
[0012]S01.合金材料的准备；
[0013]S02.合金材料金属的熔炼；
[0014]S03.熔炼后的合金材料金属，铸造铸锭并锯切出相应规格的铸锭；
[0015]S04.铸锭的热挤压塑性变形；
[0016]S05.变形后的冷变形强化与热处理均匀性强化；
[0017]S06.强化后的性能的检测。
[0018]在一些实施例中，所述S01.合金材料的准备，其包括：铜合金材料由一定设计设计元素的质量百分比组成，包括：Cu：60～64，X：≤1，Mn：2.0～3.5，Si：0.5～1.5，Fe：≤0.25，Pb：≤0.5，Ni：≤0.5， Y：0.1～0.25，Zn：余量，其余≤0.3，其中，X元素为Al、Ni、Co 元素中的一种或几种；Y元素为Cr、V、Mo、Ti、Nb元素中的一种或几种。
[0019]在一些实施例中，所述S02.合金材料金属的熔炼，包括以下步骤：
[0020]S21.准备Cu
‑
Mn、Cu
‑
X等二元合金，按照各元素组成质量百分比进行30％新料配料，剩余采用同材质屑旧料；
[0021]S22.生产前对1.5T中频熔炼炉炉膛进行宰炉清理，加入全部的铜和Cu
‑
Mn、Cu
‑
X等二元合金，功率调整至350～400KW快速升温熔化，加入WP复杂黄铜专用精炼剂1包(2Kg)用作覆盖剂，并将 Zn放在炉台预热，随新料熔化逐渐分批加入屑旧料，待完全熔化后关闭电炉功率，低温加入预热的Zn；
[0022]S23.当Zn全部熔化后，功率再次调整至350～400KW，升温至沸腾2～3分钟，再次加入WP复杂黄铜专用精炼剂1包(2Kg)，充分搅拌并造渣，静置3～5分钟后除渣，取炉前样分析成分；
[0023]S24.功率调整至30～60KW保温，加入变质剂进行除气细化，用钟罩压入铜液深处与铜水充分反应；加入木炭覆盖液面；
[0024]S25.调整元素组成至指定质量百分比，炉前成分满足成分控制要求后升温，调整温度至1100～1180℃，然后将功率调整至30～60KW 保温；出汤至预热充分覆盖木炭的中间包。
[0025]在一些实施例中，所述S03.熔炼后的合金材料金属，铸造铸锭并锯切出相应规格的铸锭，包括以下步骤：
[0026]S31.浇注至提前图刷好涂料并预热的立式半连铸结晶器，采用二次水冷工艺铸造，采用拉停模式及4m/h左右适中的铸造速度，逐渐拉出铸锭，铸造过程中及时覆盖烟灰并打出结壳铜块防止夹渣卷入；
[0027]S32.铸造至一半长度，熔炼炉中取中样检测炉前成分；铸造完成前从中间包取尾样检测炉前成分；
[0028]S33.铸造所得铸锭，采用专用锯床切断至所需要长度的挤压锭，检查铸锭表面有无夹渣缺陷，并作打磨去除。
[0029]在一些实施例中，所述S04.铸锭的热挤压塑性变形，包括以下步骤：
[0030]S41.领用设计的挤压锭规格，采用天然气加热炉或工频电磁感应加热炉，将挤压锭加热到700～780℃并均匀热透，通过正向或反向挤压设备，制造得到相应尺寸的管材，切
除挤压管材工艺料头、料尾各 200mm；按照设计的管材内外径尺寸公差
±
0.5，以及偏心率控制在一定范围以内的偏心控制要求，切除不满足尺寸要求的部分；
[0031]S42.对尾部挤压管材进行超声波探伤和破断检查，去除挤压缩尾分层缺陷，得到内外部均合格的挤压管材。
[0032]在一些实施例中，所述S05.变形后的冷变形强化与热处理均匀性强化，包括以下步骤：
[0033]S51.采用LG60(SM)两辊冷轧机针对小管材突破常规设计专用变形条件冷轧辊型，冷轧制造一定尺寸小规格薄壁紧密管材，管径公差按照
±
0.1mm；
[0034]S52.对冷轧管材切断本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种冷变形铜合金，其特征在于，其组分重量百分比如下：Cu：60～64，X：≤1，Mn：2.0～3.5，Si：0.5～1.5，Fe：≤0.25，Pb：≤0.5，Ni：≤0.5，Y：0.1～0.25，Zn：余量，其余≤0.3。2.如权利要求1所述的一种冷变形铜合金，其特征在于，X元素为Al、Ni、Co元素中的一种或几种；Y元素为Cr、V、Mo、Ti、Nb元素中的一种或几种；所述材料中Mn、Si含量为：2.8＜Mn：Si＜3.3。3.如权利要求1
‑
2任意一项所述的一种冷变形铜合金，其特征在于，通过冷拉方法制备的高精度棒材，适用于对强度、耐磨性和塑性要求高的液压滑靴；通过冷轧方法制备的高精度小孔薄壁管材，适用于对强度、耐磨性和塑性要求高的液压泵缸体衬套及类似工况下的耐磨镶套零部件。4.一种高精度管棒材制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S01.合金材料的准备；S02.合金材料金属的熔炼；S03.熔炼后的合金材料金属，铸造铸锭并锯切出相应规格的铸锭；S04.铸锭的热挤压塑性变形；S05.变形后的冷变形强化与热处理均匀性强化；S06.强化后的性能的检测。5.如权利要求4所述的一种高精度管棒材制备方法，其特征在于，所述S01.合金材料的准备，其包括：铜合金材料由一定设计设计元素的质量百分比组成，包括：Cu：60～64，X：≤1，Mn：2.0～3.5，Si：0.5～1.5，Fe：≤0.25，Pb：≤0.5，Ni：≤0.5，Y：0.1～0.25，Zn：余量，其余≤0.3，其中，X元素为Al、Ni、Co元素中的一种或几种；Y元素为Cr、V、Mo、Ti、Nb元素中的一种或几种。6.如权利要求4所述的一种高精度管棒材制备方法，其特征在于，所述S02.合金材料金属的熔炼，包括以下步骤：S21.准备Cu
‑
Mn、Cu
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X等二元合金，按照各元素组成质量百分比进行30％新料配料，剩余采用同材质屑旧料；S22.生产前对1.5T中频熔炼炉炉膛进行宰炉清理，加入全部的铜和Cu
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Mn、Cu
‑
X等二元合金，功率调整至350～400KW快速升温熔化，加入WP复杂黄铜专用精炼剂1包(2Kg)用作覆盖剂，并将Zn放在炉台预热，随新料熔化逐渐分批加入屑旧料，待完全熔化后关闭电炉功率，低温加入预热的Zn；S23.当Zn全部熔化后，功率再次调整至350～400KW，升温至沸腾2～3分钟，再次加入WP复杂黄铜专用精炼剂1包(2Kg)，充分搅拌并造渣，静置3～5分钟后除渣，取炉前样分析成分；S24.功率调整至30～60KW保温，加入变质剂进行除气细化，用钟罩压入铜液深处与铜水充分反应；加入木炭覆盖液面；S25.调整元素组成至指定质量百分比，炉前成分满足成分控制要求后升温，调整温度至1100～11...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐星辉，姚联，贺建彪，
申请(专利权)人：武汉泛洲中越合金有限公司，
类型：发明
国别省市：
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