耐磨挤压精密铜合金棒材及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种耐磨挤压精密铜合金材料，所述铜合金材料由如下重量百分含量的组分组成：铜57％～61％、锌34％～36％、铅1.5％～2.5％、锰1.5％～3.5％、硅0.1％～2％、锡0.1％～0.5％、铝0.05％～0.15％、铁0.05％～0.35％、镍0.1％～0.3％、锑≤0.01％、铋≤0.02％；用本发明所述的铜合金材料制备的耐磨挤压精密铜合金棒材具有：耐磨、耐腐蚀、高致密、高强度、易切削的性能与特征。
【专利说明】耐磨挤压精密铜合金棒材及其制备方法
(一)
【技术领域】
[0001]本发明属于有色金属制造领域，具体涉及一种耐磨挤压精密铜合金棒材及其制备方法。
(二)
【背景技术】
[0002]耐磨挤压精密铜合金棒材是一种抗耐磨、高致密、高强度、耐腐蚀、易切削产品功能产品的铜材。具有科技含量高，市场应用范围广泛，市场需求量大，在水暖卫浴、船用、阀门、通讯、汽车、空调、印刷、合金轴瓦、燃气灶具等行业得到广泛应用。
(三)
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种由耐磨挤压精密铜合金材料制备的棒材，以及所述棒材的制备方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]一种耐磨挤压精密铜合金材料，所述铜合金材料由如下重量百分含量的组分组成:铜 57%?61%、锌 34%?36%、铅 1.5%?2.5%、锰 1.5%?3.5%、硅 0.1 %?2%、锡0.1 %?0.5%、铝 0.05%?0.15%、铁 0.05% ?0.35%、镍 0.1%?0.3%、锑彡 0.01%,铋彡0.02%。
[0006]优选所述铜合金材料由如下重量百分含量的组分组成:铜58%?60%、锌34.5%?35.5%、铅 1.5%?2%、锰 1.5%?2.5%、硅 0.5%?1.5%、锡 0.2%?0.4%、铝 0.05 % ?0.1 %、铁 0.05 % ?0.15 %、镍 0.15 % ?0.25 %、锑 0.003 % ?0.005 %、铋0.001%?0.003%。
[0007]本发明还提供了一种耐磨挤压精密铜合金棒材，所述棒材用所述的耐磨挤压精密铜合金材料制成。
[0008]所述的耐磨挤压精密铜合金棒材的制备方法为:
[0009](a)备料:按照本发明所述铜合金材料的组分配比:铜57%?61 %、锌34%?36%、铅 1.5%?2.5%、锰 1.5%?3.5%、硅 0.1 %?2%、锡 0.1 %?0.5%、铝 0.05%?0.15%、铁 0.05%?0.35%、镍 0.1%?0.3%、锑彡 0.01%、铋彡 0.02%,
[0010]准备原料黄杂铜、锌、锰、硅；其中，黄杂铜中含有组分铜、锌、铅、锰、硅、锡、铝、铁、镍、锑、铋，通过检测获得黄杂铜中各组分的含量后，在原料中补加锌、锰、硅以满足所述铜合金材料的组分配比；
[0011](b)熔炼:将各原料放入工频感应炉中，升温，控制熔炼温度为1100?1200°C，经3?4小时熔炼，同时，在熔炼过程中通过高温喷火后保温静置、捞渣方式不断去除各类杂质；
[0012](c)铸锭:采用连铸技术，得到铜合金铸锭；
[0013](d)加热挤压:将所得铜合金铸锭放入加热炉，经天然气燃烧加热至700?730°C，挤压机挤压轴在主柱塞的推动下，经挤压垫压向铸锭胚料，当挤压杆前进把铸锭胚料推入挤压筒直到模口时，转为30?40MM/S慢速挤压，铸锭胚料处于受三向应力状态，产生塑性变形，当所受的应力达到4500?6000KN时，铸锭胚料便从模孔中挤出，形成挤压制品；
[0014](e)拉伸:通过拉伸得到直径为12?40mm的棒材；拉伸使得铜材中的高分子链沿外作用力方向进行取向排列，从而达到改善铜材结构和铜材力学性能的目的；
[0015](f)矫直:通过辊式矫直机对棒材的形状缺陷进行矫正；
[0016](d)定尺:根据需求定制所需棒材的长度尺寸；
[0017](g)倒角:去除棒材上因机加工产生的毛刺，即得耐磨挤压精密铜合金棒材成品。
[0018]制备得到耐磨挤压精密铜合金棒材成品后，经检验成品的质量，将合格的铜合金棒材成品精细整理，包装入库。
[0019]本发明的创新点及关键技术在于:1)采用新型的工艺配料，加强了铜合金棒材抗耐磨的特性；2)采用800T反向挤压机来提高精密铜棒的高致密、高强度、易切削的产品特性；3)在棒材生产过程中，还采用了以下所述的一系列技术，如采用变频节能技术，天然气加热技术和波段式加热技术；4)挤压线材收取采用整盘收取，收取直条采用步进式平移生产方式，减少表面碰伤，使成品合格率大幅提高。
[0020]本发明耐磨挤压精密铜合金棒材主要的性能与特征:耐磨、耐腐蚀、高致密、高强度、易切削。
(四)
【具体实施方式】
[0021]下面通过具体实施例对本发明进行进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
[0022]实施例1
[0023]耐磨挤压精密铜合金棒材的制备方法为:
[0024](a)备料:准备原料黄杂铜、锌、锰、硅；
[0025](b)熔炼:按照配比，将原料4220kg黄杂铜、160kg锌、3kg锰、3kg硅放入320KW的5T工频感应炉中，升温，控制熔炼温度为1150°C，经3小时熔炼，同时，在熔炼过程中通过高温喷火后，加入清渣剂，用保温静置捞渣方式不断去除各类杂质，最后铜水取样，经QSN750金属分析仪分析铜样，对各成分的含量做出精确分析，期间若有成分部分不合要求，则加入适量电解铜修正成品指标，直至光谱分析后各成分含量全部合格；
[0026](c)铸锭:对采样合格的铜水采用连铸技术，通过引锭机得到铜合金铸锭；
[0027](d)加热挤压:将所得铜合金铸锭放入加热炉，经天然气燃烧加热至700°C后转至挤压机，挤压轴在主柱塞的推动下，经挤压垫压向铸锭胚料，当挤压杆前进把铸锭胚料推入挤压筒直到模口时，转为30MM/S慢速挤压，铸锭胚料处于受三向应力状态，产生塑性变形，当所受的应力达到5500KN时，铸锭胚料便从模孔中挤出，形成挤压制品；
[0028](e)拉伸:通过拉伸得到直径为40mm的棒材；拉伸使得铜材中的高分子链沿外作用力方向进行取向排列，从而达到改善铜材结构和铜材力学性能的目的；
[0029](f)矫直:通过辊式矫直机对棒材的形状缺陷进行矫正；
[0030](d)定尺:定制棒材的长度尺寸为4m ；
[0031](g)倒角:去除棒材上因机加工产生的毛刺，即得耐磨挤压精密铜合金棒材成品。
[0032]制备得到耐磨挤压精密铜合金棒材成品后，经检验成品的质量，将合格的铜合金棒材成品精细整理，包装入库。
【权利要求】
1.一种耐磨挤压精密铜合金材料，其特征在于，所述铜合金材料由如下重量百分含量的组分组成:铜57%?61%、锌34%?36%、铅L 5%?2.5%、锰L 5%?3.5%、硅0.1 %?2%、锡 0.1 %?0.5%、铝 0.05%?0.15%、铁0.05%?0.35%、镍0.1 %?0.3%、锑彡0.01%、铋彡0.02%。
2.如权利要求1所述的耐磨挤压精密铜合金材料，其特征在于，所述铜合金材料由如下重量百分含量的组分组成:铜58%?60%、锌34.5%?35.5 %、铅1.5%?2%、锰 1.5% ?2.5%、硅 0.5% ?1.5%、锡 0.2%?0.4%、铝 0.05%?0.1 %、铁 0.05%?0.15%、镍 0.15% ?0.25%、锑 0.003% ?0.005%、铋 0.001% ?0.003%。
3.—种耐磨挤压精密铜合金棒材，其特征在于，所述棒材用权利要求1或2所述的耐磨挤压精密铜合金材料制成。
4.如权利要求3所述的耐磨挤压精密铜合金棒材的制备方法，其特征在于，所述制备方法为: (a)备料:按照铜合金材料的组分配比:铜57%?61%、锌34%?36%、铅1.5%?.2.5 %、锰 1.5 % ?3.5 %、硅 0.1 % ?2 %、锡 0.1 % ?0.5 %、铝 0.05 % ?0.15 %、铁.0.05%?0.35%、镍 0.1%?0.3%、锑彡 0.01%、铋彡 0.02%, 准备原料黄杂铜、锌、锰、硅；其中，黄杂铜中含有组分铜、锌、铅、锰、硅、锡、铝、铁、镍、锑、铋，通过检测获得黄杂铜中各组分的含量后，在原料中补加锌、锰、硅以满足所述铜合金材料的组分配比； (b)熔炼:将各原料放入工频感应炉中，升温，控制熔炼温度为1100?1200°C，经3?.4小时熔炼，同时，在熔炼过程中通过高温喷火后保温静置、捞渣方式不断去除各类杂质； (c)铸锭:采用连铸技术，得到铜合金铸锭； (d)加热挤压:将所得铜合金铸锭放入加热炉，经天然气燃烧加热至700?730°C，挤压机挤压轴在主柱塞的推动下，经挤压垫压向铸锭胚料，当挤压杆把铸锭胚料推入挤压筒直到模口时，转为慢速30?40MM/S挤压，铸锭胚料处于受三向应力状态，产生塑性变形，当所受的应力达到4500?6000KN时，铸锭胚料便从模孔中挤出，形成挤压制品； (e)拉伸:通过拉伸得到直径为12?40mm的棒材； (f)矫直:通过辊式矫直机对棒材的形状缺陷进行矫正； (d)定尺:根据需求定制所需棒材的长度尺寸； (g)倒角:去除棒材上因机加工产生的毛刺，即得耐磨挤压精密铜合金棒材成品。
【文档编号】C22F1/08GK104480345SQ201410764377
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】潘利锋 申请人:宁波展慈金属工业有限公司