专利名称：一种镍硅青铜合金材料及其加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有色金属加工技术，特别涉及一种镍硅青铜合金材料及其加 工工艺。
技术背景镍硅青铜合金由于具有髙强度、优良的耐蚀性、耐磨性、成形性、耐应力松 驰性能及热冷加工性能，属于髙强度耐磨青铜，主要用于航空、军工轴承、船 舶构件、电气化铁路器件等领域。近年来随着我国经济的持续髙速增长，特别 是机电制造、船舶、电气化铁路等行业的快速发展使得镍硅青铜材料需求量逐 年稳步增长。尤其是电气化铁路使用的整体吊悬线夹及定位线夹用镍硅青铜材 料，由于其成本高、工艺复杂、技术和质量要求髙、采购周期长等原因，需要 大量进口，为发展本国经济及技术，采用国产材料替代进口，具有十分重大的发明内容本发明为解决目前国内的镍硅青铜材料成本髙、工艺复杂、技术和质量要 求高、采购周期长，需要大量进口的问题，提供了一种镍硅青铜合金材料及其加工工艺，其中的镍硅青铜合金材料是以Cu—Ni—Si元系为基的合金，具体由 铜、镍、硅为主要合金及锰、铁为微量元素和不可避免的杂质构成。铜具有 极高的导电、导热性能及良好的耐蚀性，在镍硅青铜合金中重量比最多，为余 量；镍起到提髙合金的抗蚀性与韧性，所以控制在1.6 3.4%范围内；硅通 过添加Si可以提高合金力学性能、耐蚀、耐磨及焊接性能，并可热冷态压力加 工等性能。但过高会严重产生塑性剧烈下降，造成不能进行压力加工，过低则 达不到预期效果，故组分含暈控制在0,15 1.1%范围内；锰属于高嬸点合金元素，Mn的加入可以通过固溶强化提高铜合金强度和硬度，其与硅结合生成硬 度相当髙的六方结构的MnsSi3,从而提髙合金耐磨性。但过高对合金性能带来 负面影响，过低则达不到理想要求，故组分含量严格控制在^1.0%以下；铁 可以提髙合金的力学性能和工艺性能，所以组分含量严格控制在《0. 6%以下； 以及不可避免的杂质严格控制在《0. 3%以下。
该镍硅青铜合金材料可根据场合所用要求不同，如电气化铁路上不同场合 的整体吊悬线夹和定位线夹，采用轧制工艺加工方法制作成整体吊悬线夹用镍 硅青铜合金板材或带材；还可采用挤压拉伸工艺加工方法制作成定位线夹用镍 硅青铜合金棒材或型材。而该镍硅青铜合金材料的轧制加工工艺方法或者挤压 拉伸加工工艺方法，属于一个总的发明构思，具有单一性，均属于本发明所述 的一种镍硅青铜合金材料的加工工艺；轧制工艺流程熔铸、加热、热轧淬水、 铣面、冷轧、切边、退火、冷轧、退火、剪切、入库，制作成铜镍硅靑铜合金 板、带材；挤压拉伸工艺流程熔铸、加热、挤压、拉伸、退火、酸洗、拉伸、 光亮退火、精整、入库，制作成铜镍硅青铜合金棒、型材。
本发明的有益效果通过本发明加工的镍硅青铜合金材料成本低，工艺简 单，技术含量高，质量好，采购周期相对较短，广泛用于航空、军工轴承、船 舶构件、电气化铁路器件等领域。满足了由于机电制造、船舶、电气化铁路等 行业的快速发展使得镍硅青铜材料需求量逐年稳步增长的要求。尤其是电气化 铁路线夹用镍硅青铜材料，为发展本国经济及技术，采用国产材料替代进口， 具有十分重大的意义。
采用轧制工艺加工方法制作成的板材或带材，力学性能达到Rm480 580MPa,维氏硬度HV100 150, A>10%;采用挤压拉伸工艺加工制作的棒材或 型材，力学性能达到Rm^240MPa,维氏硬度HV80 150， A>20%。
图1为轧制加工镍硅青铜板材、带材的工艺流程。
图2为挤压拉伸加工镍硅青铜棒材、型材的工艺流程。 实施例1:
采用轧制加工制作Y态2X600X85.14咖的CuNi2Si镍硅青铜合金板材，工 艺方法采用
熔铸镍硅青铜材料组分按重量分别称重铜余量、镍1.6 3.4%、硅0.15 1.1%及锰《1. 0%、铁《0. 6%和不可避免的杂质《0. 3%分别称重配料先后投入 熔炼炉，熔铸成锭坯；
加热采用加热炉将铸锭进行加热，加热温度850 980"C、保温时间2
3h;
进行固熔处理，轧制率90 95%;
铣面采用双面铣对热轧后的板坯进行铣面；
冷轧采用初轧机对铣过面的板坯进行第一次冷轧，轧制率40 70%; 切边采用剪切机对冷轧后的板坯进行切边；
退火采用退火炉对切过边的板坯进行中间退火，退火温度400 550 1C 退火时间4 12h;
冷轧对退过火的板坯再次进行冷轧至成品板材，轧制率30 80%;
剪切采用剪切机对成品板材按合同要求进行剪切；
入库对剪切后的板材按合同要求进行检査合格后进行包装入库。 实施例2:
采用挤压拉伸加工制作M态0) 18X3000鹏的CuNi2Si合金棒材,工艺方法采用熔铸镍硅青铜材料组分按重量分别称重配料铜余量、镍1.6 3.4%、硅 0.1S 1.1M及锰《1. 0%、铁《0. 6%和不可避免的杂质《0. 3%分别称重先后投 入熔炼炉，熔铸成锭坯；加热采用感应加热炉将锭坯进行加热，加热温度850 900"C、加热时 间3 6迈in;挤压采用油压机对加热的锭坯进行挤压加工成坯料，挤压比26 45; 拉伸采用拉伸机对挤压后的坯料进行第一次拉伸加工，拉伸加工率38-45%;退火采用退火炉对拉伸后的坯料进行中间退火，退火温度6S01C 700 "退火时间2 4h;拉伸采用拉伸机对退火后的坯料再次进行拉伸加工至成品棒材，拉伸加 工率25 40%;光亮退火采用退火炉对成品棒材进行成品光亮退火，退火温度6501C 700tJ、退火时间1 3h;精整对退火后的成品棒材进行人工或机械精整;入库按合同要求对精整后的成品棒材进行检查合格后进行包装入库。
权利要求
1. 一种镍硅青铜合金材料及其加工工艺，其特征在于镍硅青铜材料组分是由铜余量；镍1.6～3.4％；硅0.15～1.1％；锰≤1.0％；铁≤0.6％；杂质≤0.3％，共同组合而成；其加工工艺采用轧制加工工艺制作成板材、带材；采用挤压拉伸加工工艺制作成棒材、型材。
2、 根据权利要求1所述的一种镍硅青铜合金材料的加工工艺，其特征在于 其中所述的轧制工艺加工方法为熔铸、加热、热轧淬水、铣面、冷轧、切边、 退火、冷轧、退火、剪切、入库，制作成铜镍硅青铜合金板材、带材。
3、 根据权利要求2所述的一种镍硅青铜合金材料的加工工艺，其特征在于 其中所述的轧制工艺加工方法中加热锭坯加热温度为850 980"C、保温时 间为2 3h;热轧淬水对加热的锭坯进行开坯热轧并采用常温水在线淬水进行 固熔处理；轧制率为90 95%;冷轧对板坯进行第一次冷轧，轧制率为40 70%;退火对板坯进行中间退火，退火温度为400 550TC,退火时间4 12h: 冷轧对板坯进行第二次冷轧至成品板材、带材，轧制率为30 80%。
4、 根据权利要求1所述的一种镍硅青铜合金材料的加工工艺，其特征在于其中所述的挤压拉伸工艺加工方法为，熔铸、加热、挤压、拉伸、退火、酸洗、 拉伸、光亮退火、精整、入库，制作成铜镍硅青铜合金棒材、型材。
5、 根据权利要求4所述的一种镍硅青铜合金材料的加工工艺，其特征在于 其中所述的挤压拉伸工艺方法中加热对锭坯进行加热，加热温度为850 900 T、加热时间为3 6min;挤压对锭坯进行挤压加工成坯料，挤压比为26 45;拉伸对坯料进行拉伸加工，拉伸加工率为38 45%;退火对坯料进行 中间退火，退火温度为650 700"C、退火时间为2 4h;拉伸对坯料再次进 行拉伸加工至成品棒、型材，拉伸加工率为25 40%;光亮退火对成品棒、 型材进行光亮退火，退火温度为650 700C、退火时间为l 3h。
全文摘要
本发明公开了一种镍硅青铜合金材料及其加工工艺，其中的镍硅青铜合金材料是以Cu-Ni-Si元系为基的合金，由铜、镍、硅为主要合金及锰、铁微量元素和杂质构成；通过轧制工艺加工方法和挤压拉伸工艺加工方法制作成不同的材料，本发明加工的镍硅青铜合金材料成本低，工艺简单，技术含量高，质量好，采用轧制工艺加工方法制作成的板材或带材，力学性能达到Rm480～580MPa，维氏硬度HV100～150，A≥10％；采用挤压拉伸工艺加工制作的棒材或型材，力学性能达到Rm≥240MPa，维氏硬度HV100～150，A≥20％。
文档编号B21B1/36GK101289716SQ20081004974
公开日2008年10月22日 申请日期2008年5月15日 优先权日2008年5月15日
发明者燕 卢, 叶成效, 张书远, 张文芹, 曹秀兰, 刚 王, 王庆彦, 赵万花, 陈少华, 韩卫光 申请人:中铝洛阳铜业有限公司