一种环保易切削镍铜合金材料及其制备方法
【专利摘要】一种环保易切削镍铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铁0.3-0.4、锰1.9-2.2、硅0.2-0.4、镍35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、余量为铜。本发明镍铜合金具有高的强度，综合力学性能优异，还具有优良的导电性能良好的切削性能，降低切削力与切削温度,明显提高刀具寿命,降低工件的表面粗糙度,改善切屑处理性；本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
【专利说明】一种环保易切削镍铜合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种环保易切削镍铜合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]铜因其良好的导电性，可塑性，耐腐蚀性，应用非常广泛。在铜合金中添加铝、镍、锰、锡、硅、铅等元素，可以改善铜的性能，用于不同的场所。目前我国现有的铜合金仍存在一些问题，如合金内含有大量杂质元素，高温疲劳性差、高温强度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系数大，使用寿命短；导电性差，浪费电能；弯曲加工性能差，容易折断；质量重，施工困难；还不能满足市场要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种环保易切削镍铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有高强度、切削性能优异、导电性能良好的优点。
[0004]本发明的技术方案 如下:
一种环保易切削镍铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铁 0.3-0.4、锰 1.9-2.2、硅 0.2-0.4、镍 35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、余量为铜。
[0005]所述的环保易切削镍铜合金材料的生产方法，其特征在于:
(I)、准备纯铜与废铜按1:0.3-0.5比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
(2 )、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)镍；(2 )铁、锰；(3 )其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-23分钟，投料后搅拌均匀。
[0006]所述的铸后热处理是:先由室温以230_240°C /小时速率升温至300_320°C，保温50-60分钟，再以250-260°C /小时速率升温至570_590°C，保温1_2小时；再以270-2800C /小时速率降温至340-350°C，保温30-50分钟，再以240_250°C /小时速率降温至80-100。。，保温1-2小时；再以230-2400C /小时速率升温至340_350°C，保温1-2小时；再以250-260°C /小时速率降温至100-120°C，保温1-2小时；再以170_190°C /小时速率升温至290-300°C，保温2-3小时，取出空冷即得。
[0007]所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:二氧化硅35-40、三氧化二铝10-15、凹凸棒土 5-10、蛭石5-8、树木灰烬1-2、海泡石粉3-4、蛭石粉1_2、蒙脱石粉2_3、刚玉粉1_2、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、氟化钙2-3、碳酸钠3-4、氟硅酸钠4_5 ;其制备方法是将二氧化硅、三氧化二铝、凹凸棒土、蛭石、树木灰烬、海泡石粉、蛭石粉、蒙脱石粉、刚玉粉、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000°C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡
1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
[0008]本发明的有益效果本发明镍铜合金具有高的强度，综合力学性能优异，还具有优良的导电性能良好的切削性能，降低切削力与切削温度，明显提高刀具寿命，降低工件的表面粗糙度，改善切屑处理性；本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提闻成品率。
【具体实施方式】
[0009]一种环保易切削镍铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铁
0.3-0.4、锰 1.9-2.2、硅 0.2-0.4、镍 35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、余量为铜。
[0010]所述的环保易切削镍铜合金材料的生产方法为:
(I)、准备纯铜与废铜按1:0.4比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
(2 )、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)镍；(2 )铁、锰；(3 )其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22分钟，投料后搅拌均匀。
[0011]所述的铸后热处理是:先由室温以235°C /小时速率升温至310°C，保温55分钟，再以255°C /小时速率升温至580°C，保温1.5小时；再以275°C /小时速率降温至345°C，保温40分钟，再以245°C /小时速率降温至90°C，保温1.5小时；再以235°C /小时速率升温至345°C，保温1.5小时；再以255°C /小时速率降温至110°C，保温1.5小时；再以180°C /小时速率升温至296°C，保温2.5小时，取出空冷即得。
[0012]所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:二氧化硅35、三氧化二铝10、凹凸棒土 5、蛭石5、树木灰烬2、海泡石粉3、蛭石粉1、蒙脱石粉2、刚玉粉1、玉石粉3、蒙脱石
1、氟化钙3、碳酸钠4、氟硅酸钠5;其制备方法是将二氧化硅、三氧化二铝、凹凸棒土、蛭石、树木灰烬、海泡石粉、蛭石粉、蒙脱石粉、刚玉粉、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000°C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
[0013]本实施例环保易切削镍铜合金材料，抗拉强度6 b为556Mpa，屈服强度520MPa，硬度值HB为139， 导电率％^^68，软化温度6121:，201:延伸率15%。
【权利要求】
1.一种环保易切削镍铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铁 0.3-0.4、锰 1.9-2.2、硅 0.2-0.4、镍 35-37、Li0.2-0.4、Ba0.06-0.08、余量为铜。
2.根据权利要求1所述的环保易切削镍铜合金材料的生产方法，其特征在于: (I)、准备纯铜与废铜按1:0.3-0.5比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等； (2 )、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)镍；(2 )铁、锰；(3 )其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-23分钟，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的环保易切削镍铜合金材料的生产方法，其特征在于:所述的铸后热处理是:先由室温以230-240°C /小时速率升温至300-320°C，保温50-60分钟，再以250-2600C /小时速率升温至570-590°C，保温1-2小时；再以270_280°C /小时速率降温至340-350°C，保温30-50分钟，再以240_250°C /小时速率降温至80-100°C，保温1_2小时；再以230-240°C /小时速率升温至340-350°C，保温1_2小时；再以250_260°C /小时速率降温至100-120°C，保温1-2小时；再以170-190°C /小时速率升温至290-300°C，保温2_3小时，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的环保易切削镍铜合金材料的生产方法，其特征在于:所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:二氧化硅35-40、三氧化二铝10-15、凹凸棒土 5-10、蛭石5-8、树木灰烬1-2、海泡石粉3-4、蛭石粉1 -2、蒙脱石粉2_3、刚玉粉1_2、玉石粉3_4、蒙脱石1-2、氟化钙2-3、碳酸钠3-4、氟硅酸钠4-5 ;其制备方法是将二氧化硅、三氧化二铝、凹凸棒土、蛭石、树木灰烬、海泡石粉、蛭石粉、蒙脱石粉、刚玉粉、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000°C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1_2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
【文档编号】C22C9/06GK103757478SQ201410011351
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】丁健, 倪受春, 林其斌, 葛浩, 夏岩磊, 杨玭 申请人:滁州学院