专利名称：一种铜镍锡合金及其线材的制备方法
技术领域：
本发明属于冶金工业领域，具体涉及一种铜镍锡合金及其线材的制备方法。
背景技术：
在高弹性铜合金中，铍青铜是最常用的弹性合金，但其生产过程中粉尘有毒、成本极高，不宜长时间在较高温度下工作，在许多场合应用受到限制。铜镍锡合金是一种不含铍的铜基弹性合金，与铍铜相比，其生产过程无毒、成本较低且具有较高的热稳定性和高温强度，易于冷、热压力加工，易于焊接，是公认的铍铜良好的替代品。该类合金经过冷加工后再时效，可以获得很高的强度、硬度和优良的弹性性能， 同时又具有很好的耐蚀性能和抗氧化性能，广泛应用于制造耐蚀结构件、弹簧和接插件等。目前国内外普遍采用的铜镍锡合金线材的生产工艺为使用真空熔炼技术制备合金铸锭，经过大型加工设备压力加工至棒材，再利用拉拔技术生产合金线材，整个生产工艺流程长，成材率不高，生产成本很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种性能优良的铜镍锡合金，本发明的另一目的在于提供一种上述铜镍锡合金的线材的制备方法。本发明的技术方案如下一种铜镍锡合金，由以下重量百分比的组分组成镍7 11 %，锡4 8 %，铈 0. 02 0. 04%，余量为铜和不可避免的杂质。一种上述铜镍锡合金的线材的制备方法，包括如下步骤(1)将铜、镍和锡按照所述重量百分比配成符合成分要求的炉料，熔炼成金属液， 并做炉前分析；(2)将金属液升温至精炼温度，扒渣并添加覆盖剂，然后对金属液进行脱氧、除气处理，并按重量百分比添加铈，作为晶粒细化剂。(3)对金属液进行水平连铸获得线坯；(4)对获得的线坯进行均勻化处理得线材；(5)将所述线材进行多道次拉拔加工-退火处理-拉拔循环加工，获得软态成品；(6)将所述软态成品进行抛光并冷加工后时效处理，得加工时效态成品。所述步骤⑵中的精炼温度优选为1200 1250°C。所述步骤(3)中水平连铸优选采用拉-停-退-停的牵引工艺，所述水平连铸的线坯连铸结晶器优选采用铜质冷却套。所述步骤(4)中均勻化处理的温度优选为780V，时间优选为4小时。所述步骤(5)中退火处理的温度优选为800°C，时间优选为1小时，并水冷。所述步骤(6)中加工后时效处理的温度优选为350°C，时间优选为1小时。本发明的有益效果是本发明的铜镍锡合金由以下重量百分比的组分组成镍7 11 %，锡4 8 %，铈0. 02 0. 04%，余量为铜和不可避免的杂质，所述铜镍锡合金与铍铜合金性能相当。本发明的铜镍锡合金的线材的制备方法采用水平连铸，与国内外普遍采用的真空熔炼技术相比，本发明的方法成材率高，加工设备简单，投资小，工艺流程短，生产效率高，且可获得性能同等优良的线材产品。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式以下将结合实例对本发明做进一步说明实施例11、配料、熔炼、炉前分析原料铜425KG，镍47. 5KG，锡27. 5KG，配成符合成分要求的炉料，经核准后加入自制的工频保温炉熔化。炉料熔化后认真搅拌并取样进行炉前化学分析，上述配方配成的炉料熔化后得到的合金成分重量百分比为铜84. 96%，镍9. 5%，锡 5. 46%，杂质 0. 08%。2、精炼将溶液升温至1200 1250°C，扒渣并添加覆盖剂，然后对金属液进行脱氧、除气处理。按重量百分比添加0.03%稀土铈，作为晶粒细化剂。3、水平连铸启动水平连铸牵引机，采用拉-停-退-停牵引工艺，连铸产品由牵引机卷取收卷。线坯连铸结晶器采用铜质冷却套，同时加大二次冷却水流量，可大大提高冷却强度，降低锡在凝固中的偏析程度。4、均勻化处理对获得的线坯进行均勻化处理，工艺为780°C +4h。5、拉拔加工线材经多道次拉拔加工-退火处理-拉拔循环加工后，可获得要求尺寸的软态成品。其中，退火处理工艺为800°C +Ih水冷。6、时效处理对获得的软态成品进行加工后时效处理，处理工艺为350°C +Ih0本实施例获得了 Φ4. 5mm的软态成品和Φ2. 8mm加工时效态成品。表1中列出了相同规格的实施例1线材产品(以下称例1产品)、采用真空熔炼技术制备的进口铜镍锡合金线材(Cu9Ni6Sn，化学成分与实施例1中产品接近，以下称样品二)以及铍铜QBe2线材的力学性能对比。表1例一产品、样品二与铍铜QBe2力学性能对比
权利要求
1.一种铜镍锡合金，其特征在于该合金由以下重量百分比的组分组成镍7 11%， 锡4 8%，铈0. 02 0. 04%，余量为铜和不可避免的杂质。
2.一种如权利要求1所述的铜镍锡合金的线材的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)将铜、镍和锡按照所述重量百分比配成符合成分要求的炉料，熔炼成金属液，并做炉前分析；(2)将金属液升温至精炼温度，扒渣并添加覆盖剂，然后对金属液进行脱氧、除气处理， 并按所述重量百分比添加铈。(3)对金属液进行水平连铸获得线坯；(4)对获得的线坯进行均勻化处理得线材；(5)将所述线材进行多道次拉拔加工-退火处理-拉拔循环加工，获得软态成品；(6)将所述软态成品进行抛光并冷加工后时效处理，得加工时效态成品。
3.如权利要求2所述的一种铜镍锡合金的线材的制备方法，其特征在于所述步骤O) 中的精炼温度为1200 1250°C。
4.如权利要求2所述的一种铜镍锡合金的线材的制备方法，其特征在于所述步骤(3) 中水平连铸采用拉-停-退-停的牵引工艺。
5.如权利要求4所述的一种铜镍锡合金的线材的制备方法，其特征在于所述水平连铸的线坯连铸结晶器采用铜质冷却套。
6.如权利要求2所述的一种铜镍锡合金的线材的制备方法，其特征在于所述步骤中均勻化处理的温度为780°C，时间为4小时。
7.如权利要求2所述的一种铜镍锡合金的线材的制备方法，其特征在于所述步骤(5) 中退火处理的温度为800°C，时间为1小时，并水冷。
8.如权利要求2所述的一种铜镍锡合金的线材的制备方法，其特征在于所述步骤(6) 中加工后时效处理的温度为350°C，时间为1小时。
全文摘要
本发明公开了一种铜镍锡合金及其线材的制备方法。本发明的铜镍锡合金由以下重量百分比的组分组成镍7～11％，锡4～8％，铈0.02～0.04％，余量为铜和不可避免的杂质，该合金与铍铜合金性能相当。本发明的铜镍锡合金的线材的制备方法采用水平连铸，与国内外普遍采用的真空熔炼技术相比，本发明的方法成材率高，加工设备简单，投资小，工艺流程短，生产效率高，且可获得性能同等优良的线材产品。
文档编号B22D11/00GK102485925SQ20111037699
公开日2012年6月6日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者刘永红, 卢晓军, 李祥, 秦如德, 黄文辉 申请人:厦门火炬特种金属材料有限公司