本发明涉及铜合金及其生产方法,主要涉及一种具有优良的导电性、导热性、延展性、耐蚀性和耐磨性的稻麦秸秆石墨烯铜合金及其生产方法。
背景技术:
纯铜呈紫红色﹐又称紫铜。纯铜密度为8.96﹐熔点为1083℃﹐具有优良的导电性、导热性、延展性和耐蚀性,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。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种稻麦秸秆石墨烯铜合金及其生产方法,该稻麦秸秆石墨烯铜合金具有硬度高、密度低、摩擦系数低、导电性好、耐磨性好的优点。
为实现上述发明目的,本发明的技术方案是:一种稻麦秸秆石墨烯铜合金,包括以下重量份的组分:
纯铜5份,99.99纯银0.2份,铍0.2份,锡0.5份,稻麦秸秆石墨烯3份,磷0.1份,铅1份。
一种稻麦秸秆石墨烯铜合金的生产方法,包括以下步骤:
步骤一)称取如下重量份的组分:
纯铜5份,99.99纯银0.2份,铍0.2份,锡0.5份,稻麦秸秆石墨烯3份,磷0.1份,铅1份;
步骤二)将纯铜放入密封熔炉内,温度升高并保持在1100℃,同时向炉内冲入氮气,待纯铜完全融化后,加入银并搅拌十五分钟;
步骤三)向炉内冲入氮气,待炉内压强达到1.2兆帕后,加入铍并搅拌三十分钟,静置至炉内液体呈白色,排出氮气;
步骤四)向炉内加入稻麦秸秆石墨烯,随后冲入氮气,待炉内压强达到1.2兆帕后,先搅拌三十分钟,再静置三十分钟,排出氮气;
步骤五)温度降低并保持在950℃,加入铅,随后冲入氮气,待炉内压强达到1.2兆帕后,先静置一小时,再搅拌十分钟;随后向炉内加入锡并搅拌一小时,排出氮气;
步骤六)温度升高并保持在1050℃,再次排出氮气;随后向炉内冲入氯气,静置二十分钟后排出;向炉内冲入氮气,加入磷并搅拌三十分钟,排出氮气;
步骤七)将炉内压强降至0,倒出炉内液体冷却,得到稻麦秸秆石墨烯铜合金。
作为本方案的一种优选,所述步骤二)中密封熔炉内压强始终小于或等于1兆帕。
作为本方案的一种优选,所述步骤三)至步骤六)种密封熔炉内压强始终小于或等于1.5兆帕。
本发明的有益效果是:稻麦秸秆石墨烯铜合金是以纯铜为基体,混合99.99纯银、铍、锡、稻麦秸秆石墨烯、磷、铅等其他元素制成的合金。通过本方法制得的稻麦秸秆石墨烯铜合金密度为8.1,熔点为880℃,摩擦系数为0.003,具有硬度高、密度低、摩擦系数低、导电性好、耐磨性好的优点。可用于制作轨道交通、高铁的受电、耐磨材料,发电机耐磨件、母线、电缆、开关装置、变压器等电工导电器材和热交换器、管道、太阳能加热装置的平板集热器等导热器材,提高使用寿命。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种稻麦秸秆石墨烯铜合金的生产方法,包括以下步骤:
步骤一)称取如下重量份的组分:
纯铜5份,99.99纯银0.2份,铍0.2份,锡0.5份,稻麦秸秆石墨烯3份,磷0.1份,铅1份;
步骤二)将纯铜放入密封熔炉内,温度升高并保持在1100℃,同时向炉内冲入氮气,待纯铜完全融化后,加入银并搅拌十五分钟;密封熔炉内压强始终小于或等于1兆帕;
步骤三)向炉内冲入氮气,待炉内压强达到1.2兆帕后,加入铍并搅拌三十分钟,静置至炉内液体呈白色,排出氮气;
步骤四)向炉内加入稻麦秸秆石墨烯,随后冲入氮气,待炉内压强达到1.2兆帕后,先搅拌三十分钟,再静置三十分钟,排出氮气;
步骤五)温度降低并保持在950℃,加入铅,随后冲入氮气,待炉内压强达到1.2兆帕后,先静置一小时,再搅拌十分钟;随后向炉内加入锡并搅拌一小时,排出氮气;
步骤六)温度升高并保持在1050℃,再次排出氮气;随后向炉内冲入氯气,静置二十分钟后排出;向炉内冲入氮气,加入磷并搅拌三十分钟,排出氮气;
步骤七)将炉内压强降至0,倒出炉内液体冷却,得到稻麦秸秆石墨烯铜合金。
所述步骤三)至步骤六)种密封熔炉内压强始终小于或等于1.5兆帕。
对通过上述方法得到的稻麦秸秆石墨烯铜合金进行氧化锆球对磨实验,实验条件为:
a、以氧化锆球作为磨头,试样作为测试材料。
b、载荷:500g;
c、转速:560转/分;
d、实验时间:30分钟;
e、环境温度:28.1℃;
f、摩擦半径:2毫米。
得出结论为:稻麦秸秆石墨烯合金摩擦系数为:0.003,平均摩擦系数为0.0064,磨损质量差为0.001g。
同时,还对制得的稻麦秸秆石墨烯铜合金进行检测,检测结果如下:
体积电阻率为0.2093/μω·m;
密度为8.1;
熔点为880℃;
材料成分:纯铜4.8、99.99纯银0.197、铍0.2、锡0.478、稻麦秸秆石墨烯3、磷0.097、铅0.993其他0.235。
经该方法制得的稻麦秸秆石墨烯铜合金结合铜与耐磨材料的优点,相比于传统铜合金具有具有硬度高、密度低、摩擦系数低、导电性好、耐磨性好的优点。可用于制作轨道交通、高铁的受电、耐磨材料,发电机耐磨件、母线、电缆、开关装置、变压器等电工导电器材和热交换器、管道、太阳能加热装置的平板集热器等导热器材,提高使用寿命。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的范围。