一种铜合金铸件及其铸造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设计合金铸造领域，尤其是涉及一种铜合金铸件及其铸造方法。
【背景技术】
[0002] 目前，由于国内铝青铜零件在电气化铁路接触网的使用中屡次发生质量问题，多 数已被铜镍硅合金替代。且与"电业"合作的技术指标必须符合JIS H2150:2006规定的 CAC702的材质要求，以满足产品出口的技术条件。
[0003] 最主要的还是在日本新干线高速电气化铁路上60多年的安全使用经验，安全性 能十分可靠，通过型式试验，机械性能远高于国内同类产品。故此，CAC702材料的开发成功， 必将对我国高速电气化铁路建设提供更加可靠的安全保证，并实现进口材料国产化。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种韧性好、强度高、耐高温、耐严寒的铜合金铸件。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 本发明一种铜合金铸件，其化学成分含量为：8. 0%-11. 0%的A1，2. 5%-5. 0%的Fe， 0? 1%-L 5% 的 Mn，1. 0%-3. 0% 的 Ni，0? 1% 的 Pb，0? l%Sn 和 0? 5% 的 Zn，余量为 Cu(80%-88%)。
[0006] 一种铜合金铸件的铸造方法，其特征在于，包括如下的步骤： A、 先将清渣剂C2C16铺在坩锅底部，然后向炉内放入纯度不低于99. 96%的电解铜，开始 给坩埚预热； B、 当坩埚预热至150°C~20(TC时，开始加快升温熔铜； C、 升温到1250°C~1280°C，待铜全部熔化，加入镍1. 0%_3. 0%的Ni，0. 1%-L 5%的Mn 和2. 5%-5. 0%的Fe，充分搅拌，促进各元素与铜液相熔，直至完全熔化为止； D、 待整炉熔化完成后，加入8. 0%-11%的，再充分搅拌一次，继续升温； E、 待温度升至1230°C~1280°C时，再将清渣剂(：2(：16加入到坩埚底部，充分搅拌，清除 铜合金液中的氧化物及渣滓； F、 升温至1250°C~1300°C时加入脱氧剂，再充分搅拌进一步脱氧； G、 静置5~10分钟后，先浇注试块，根据试块的冷却形状测定除气是否彻底，进行光谱 分析判定成份含量是否符合规定要求，然后随炉浇注1~2根试棒，交质量部进行力学性能 试验； H、 除气、成分均合格后（试块冷却后，中间凹坑均匀，不起泡即为除气合格），待温度静 置到1150 °C~1180 °C时，开始浇注铸锭； I、 铜液浇铸完成后，迅速清除炉膛内的氧化物，防止损伤坩埚，停炉后不能关掉循环 水，并将炉口盖好，慢慢降温，防止坩埚裂纹，待坩埚无红色，温度< 600°C时，方可停水。
[0007] 其中所述步骤A中加入的清渣剂C2C16为熔体重量的1. 2%。
[0008] 其中在持续加入电解铜时，入炉前需预热坩埚。
[0009] 其中所述步骤E中加入的清渣剂C2C16为熔体重量的0. 8%。
[0010] 其中所述步骤F中加入的脱氧剂为为熔体重量的1. 2%。
[0011] 与现有技术相比，本发明的有益技术效果： 该铜合金铸件的延伸率较国内铝青铜有所增加，可以增加零件的抗疲劳强度，延长零 件的使用寿命，提高其安全性能，降低事故发生率。
【具体实施方式】
[0012] 实施例一 取3. 6kg (：2(：16铺在坩埚的底部，向炉内放入纯度不低于99. 96%的电解铜258kg，开 始给坩埚缓缓加热，当炉温升至180°C时，开始加快升温速度熔铜，当铜全部融化，温度达 1270 °C时，依次加入6kg镍（Ni )充分搅拌，直至全部熔化，再加入3. 6kg锰（Mn)充分搅拌， 直至全部熔化，再加入12kg铁（Fe)充分搅拌，直至全部熔化；镍铜合金完全融化后，加入 30kg铝（A1 )，沉到底部充分搅拌，使其全部熔化，升温至1270°C时，加入2. 4kgC2Cl6沉到坩 埚的底部充分搅拌，升温至130(TC时，加入3. 6千克脱氧剂充分搅拌进一步脱氧，静置5至 10分钟，在温度为1170°C下，依次浇注试块、试棒及铸锭。
[0013] 下表为本发明的铜合金铸件相关参数与其他铜合金铸件对比： 1) 国内牌号ZCuA110Fe3符合GB/T5231-2001的规定
【主权项】
1. 一种铜合金铸件，其特征在于，化学成分含量为：8. 0%-ll. 0%的Al，2. 5%-5. 0%的 Fe，0? 1%-L 5% 的 Mn，I. 0%-3. 0% 的 Ni，彡 0? 1% 的 Pb，彡 0? 1% 的 Sn 和彡 0? 5% 的 Zn，余量为 Cu0
2. -种铜合金铸件的铸造方法，其特征在于，包括如下的步骤： A、 先将清渣剂C2Cl6铺在坩锅底部，然后向炉内放入纯度不低于99. 96%的电解铜，开始 给坩埚预热； B、 当坩埚预热至150°C~20(TC时，开始加快升温熔铜； C、 升温到1250°C~1280°C，待铜全部熔化，加入I. 0%_3. 0%的Ni，0. 1%-L 5%的Mn和 2. 5%-5. 0%的Fe，充分搅拌，促进各元素与铜液相熔，直至完全熔化为止； D、 待整炉熔化完成后，加入8. 0%-11%的铝，再充分搅拌一次，继续升温； E、 待温度升至1230°C~1280°C时，再将清渣剂C2Cl6W入到坩埚底部，充分搅拌，清除 铜合金液中的氧化物及渣滓； F、 升温至1250°C~1300°C时加入脱氧剂，再充分搅拌进一步脱氧； G、 静置5~10分钟后，先浇注试块，根据试块的冷却形状测定除气是否彻底，进行光谱 分析判定成份含量是否符合规定要求，然后随炉浇注1~2根试棒，进行力学性能试验； H、 除气、成分均合格后（试块冷却后，中间凹坑均匀，不起泡即为除气合格），待温度静 置到1150 °C~1180 °C时，开始浇注铸锭； I、 铜液浇铸完成后，迅速清除炉膛内的氧化物，防止损伤坩埚，停炉后不能关掉循环 水，并将炉口盖好，慢慢降温，防止坩埚裂纹，待坩埚无红色，温度< 600°C时，方可停水。
3. 如权利要求2所述的铜合金铸件的铸造方法，其特征在于：所述步骤A中加入的清 渣剂C2Cl6为熔体重量的1. 2%。
4. 如权利要求2所述的铜合金铸件的铸造方法，其特征在于：在持续加入电解铜时，入 炉前需预热坩埚。
5. 如权利要求2所述的铜合金铸件的铸造方法，其特征在于：所述步骤E中加入的清 渣剂C2Cl6为熔体重量的0. 8%。
6. 如权利要求2所述的铜合金铸件的铸造方法，其特征在于：所述步骤F中加入的脱 氧剂为熔体重量的1. 2%。
【专利摘要】本发明公开了一种韧性好、强度高、耐高温、耐严寒的铜合金铸件，其化学成分含量为：8.0%-11.0%的Al，2.5%-5.0%的Fe，0.1%-1.5%的Mn，1.0%-3.0%的Ni，0.1%的Pb，0.1%Sn和0.5%的Zn，余量为Cu（80%-88%）。以C2Cl6作为清渣剂使不同成分在特定温度下融化，然后浇铸成。这种铜合金具有很好的伸长率，用此铜合金制作的零件韧性好，耐高温和严寒。
【IPC分类】C22C1-02, C22C9-01
【公开号】CN104745862
【申请号】CN201510164156
【发明人】乔中波
【申请人】凯达铁建电气化铁路器材有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月9日