高强度镍铬硅铜合金材料及其加工工艺制造技术

高强度镍铬硅铜合金材料及其加工工艺涉及一种铜合金材料及其加工工艺，更具体地说，是涉及高强度镍铬硅铜合金材料及其加工工艺。本发明专利技术提供了一种毒性小、成本低的高强度镍铬硅铜合金材料及其加工工艺。本发明专利技术的组成的质量配比为：Ｎｉ：２．１％～２．９％、Ｃｒ：０．４％～０．７％、Ｓｉ：０．３％～０．７％、杂质总量≤０．３％、Ｃｕ余量。本发明专利技术的加工工艺为：熔铸、压力加工、高温固溶淬火热处理、冷压力加工、时效热处理、机械加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铜合金材料及其加工工艺，更具体地说，是涉及高强度镍铬硅铜 合金材料及其加工工艺。
技术介绍
目前，我国各大型发电机制造厂家为了提高汽轮发电机的不平衡运行能力和保证 由于发电机负序电流造成温度升高后机组的安全可靠性，对所选用的转子槽楔材料要求必 须有较高的导电性和具备很高的常温和高温机械性能。多年来，国内一些大型汽轮发电机组制造厂家对300MW以上发电机组所选用的汽 轮发电机转子槽楔材料多数采用美国西屋发电公司技术条件所提出的合金材料，即铍钴锆 铜合金材料，其化学成分为=Pe 0. 45 0. 75%,Co :2. 5 2. 7%、Zr :0. 2 0. 3%、杂质总 量<0.3%、Cu余量。该种材料经固溶强化处理后，其各项性能指标优良。然而，这种合金 存在以下的不足铍毒性较大，每一立方米的空气中只要有一毫克铍的粉尘，就会使人染上 急性肺炎_铍肺病；铍、钴金属的价格昂贵，使铍钴锆铜合金材料成本较高。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，提供了一种毒性小、成本低的高强度镍铬硅铜合金材 料及其加工工艺。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用如下技术方案，本专利技术的组成的质量配 比为:Ni 2. 2. 9%, Cr 0. 4%~ 0. 7%, Si 0. 3%~ 0. 7%、杂质总量彡 0. 3%, Cu 余量。本专利技术的加工工艺为1、熔铸采用工频电炉熔炼半连续铸造的方法进行，熔铸时Cu、Ni可直接装炉加入，Cr以 铬粉形式预先装入紫铜管中，将铜管两端封闭，然后以料包的形式加入，Si待出炉浇铸前加 入；熔铸IOOkg镍铬硅铜合金材料时，加入94. 35kg 95. 2kg的铜和2. Ikg 2. 9kg 的镍直接装炉，熔铸温度达到1290 1310°C时加入含铬0. 4kg 0. 7kg的紫铜管料包，紫 铜管的质量为1. 5kg，熔铸温度达到1330 1350°C时加入质量为0. 3kg 0. 7kg的Si，然 后在炉口液面加入硼砂进行覆盖，防止氧化造渣，覆盖厚度为30 40mm，待熔铸温度达到 1350 1370°C时出炉浇铸坯料，熔铸坯料的规格可根据要求配备不同规格结晶器实现；2、压力加工熔铸后的坯料经表面打磨或脱皮去除表面缺陷后，进行压力加工开坯，压力加工 开坯可采用加热锻造、加热挤压或热轧的方法，加热温度为920 960°C，终了温度不低于 800 0C ；3、高温固溶淬火热处理采用电阻加热炉进行高温固溶淬火热处理，将料装炉升温至950 970°C，并在该 温度下保温50 70分钟，待料温均勻后出炉，水淬速冷，水温控制在30°C以下；4、冷压力加工可采用冷锻造、冷拉拔或冷轧的方法进行加工，冷变形率控制在50% 60. 9% ；5、时效热处理采用电阻加热炉进行时效热处理，将料装炉升温至450 470°C，并在该温度下保 温5 6小时，然后随炉冷却，当料温降至150°C以下时出炉；6、机械加工。本专利技术的有益效果含镍、铬、硅元素的铜合金材料具有机械性能高、耐蚀、耐磨、可热、冷压力加工，无 磁性，冲击时不易产生火花的优点。本专利技术以造价低、毒性小的镍、铬、硅作为高强度镍铬硅铜合金材料的元素组成， 既实现了环保，又节约了成本，而且实验证明，高强度镍铬硅铜合金材料与铍钴锆铜合金材 料的性能参数相接近。本专利技术对几种铜合金材料的性能进行了比较，见表1。表1不同铜合金材料的性能比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．高强度镍铬硅铜合金材料，其特征在于本专利技术的组成的质量配比为：Ｎｉ：２．１％～２．９％、Ｃｒ：０．４％～０．７％、Ｓｉ：０．３％～０．７％、杂质总量≤０．３％、Ｃｕ余量。

【技术特征摘要】
1.高强度镍铬硅铜合金材料，其特征在于本发明的组成的质量配比为Ni:2. 2. 9%, Cr 0. 4% 0. 7%, Si 0. 3% 0. 7%、杂质总量彡 0. 3%、Cu 余量。2.根据权利要求1所述的高强度镍铬硅铜合金材料，其特征在于本发明的组成的质量 配比为=Ni 2. 9%, Cr 0. 55%, Si :0. 7%、杂质总量彡 0.3%、Cu 余量。3.根据权利要求1所述的高强度镍铬硅铜合金材料，其特征在于本发明的组成的质量 配比为:Ni 2. 5%, Cr :0. 5%, Si :0· 5%、杂质总量彡 0. 3%、Cu 余量。4.根据权利要求1所述的高强度镍铬硅铜合金材料，其特征在于本发明的组成的质量 配比为:Ni 2. l%,Cr :0. 7%, Si :0· 3%、杂质总量彡 0. 3%、Cu 余量。5.高强度镍铬硅铜合金材料的加工工艺，其特征在于，本发明的加工工艺为(1)熔铸采用工频电炉熔炼半连续铸造的方法进行，熔铸时Cu、Ni可直接装炉加入，Cr以铬粉 形式预先装入紫铜管中，将紫铜管两端封闭，然后以料包的形式加入，Si待出炉浇铸前加 入；熔铸IOOkg镍铬硅铜合金材料时，加入94. 35kg 95. 2kg的铜和2. Ikg 2. 9kg的镍 直接装炉，熔铸温度达到1290 1310°C时加入含铬0. 4kg 0. 7kg的紫铜管料包，紫铜管 的质量为1. 5kg，熔铸温度达到1330 1350°C时加入质量为0. 3kg 0. 7kg的Si，然后在 炉口液面加入硼砂进行覆盖，覆盖厚度为30 40mm，待熔铸温度达到1350 1370°C时出 炉浇铸坯料；(2)压力加工熔铸后的坯料经表面打磨或脱皮去除表面缺陷后，进行压力加工开坯，压力加工开 坯可采用加热锻造、加热挤压或热轧的方法，加热温度为920 960°C，终了温度不低于 800 0C ；(3)高温固溶淬火热处理采用电阻加热炉进行高温固溶淬火热处理，将料装炉升温至950 970°C，并在该温度 下保温50 70分钟，待料温均勻后出炉，水淬速冷，水温控制在30°C以下；(4)冷压力加工可采用冷锻造、冷拉拔或冷轧的方法进行加工，冷变形率控制在50% 60. 9% ；(5)时效热处理采用电阻加热炉进行时效热处理，将料装炉升温至450 470°C，并在该温度下保温 5 6小时，然后随炉冷却，当料温降至150°C以下时出炉；(6)机械加工。6.根据权利要求5所述的高强度镍铬硅铜合金材料的加工工艺，其特征在于，本发明 的加工工艺为(1)熔铸采用工频电炉熔炼半连续铸造的方法进行，熔铸时Cu、Ni可直接装炉加入，Cr以铬粉 形式预先装入紫铜管中，将紫铜管两端封闭，然后以料包的形式加入，Si待出炉浇铸前加 入；熔铸IOOkg镍铬硅铜合金材料时，加入95. 2kg的铜和2. Ikg的镍直接装炉，熔铸温度 达到1290 1310°C时加入含铬0. 7kg的紫铜管料包，紫铜管的质量为1. 5kg，熔铸温度达到1330 1350°C时加入0. 5kg的Si，然后在炉口液面加入硼砂进行覆盖，覆盖厚度为30 40mm，待熔铸温度达到1350 1370°C时出炉浇铸坯料，熔铸坯料的规格可根据要求配备不 同规格结晶器实现，熔铸坯料的规格为# 180*L;(2)锻造加工首先将坯料经表面打磨或脱皮去除表面缺陷后锯切锻造坯料，采用电阻加热炉加热， 当料温升温至920 960°C时出炉锻造，坯料锻造的终了温度应不低于800°C，热锻造坯料 尺寸为60*90*L ；(3)高温固溶淬火热处理采用电阻加热炉进行高温固溶淬火热处理，将料装炉升温至950 970°C，并在该温度 下保温70分钟，待料温均勻后出炉，水淬速冷，水温控制在30°C以下；(4)冷锻造加工在常温下进行锻造，锻造尺寸为45*60*L，冷变率控制在50% ；(5)时效热处理采用电阻加热炉进行时效热处理，将料装炉升温至450 470...

【专利技术属性】
技术研发人员：白继明，杨素娟，王嗣杰，李廷元，
申请(专利权)人：沈阳兴工铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]