本发明涉及合金材料技术领域,特别是涉及一种铜铝合金材料的制备方法。
背景技术
随着材料技术的发展,铝合金不断壮大,铝和铝合金的用量已是仅次于钢铁的金属材料,铝铜合金具有良好的高温和超低温性能,而广泛应用于航空航天飞行器、轻型装甲以及汽车的某些零部件等民用领域。但目前铝铜合金焊接性能的研究较少,有待于进一步深入。
铝铜合金属于固溶型,其结晶间隔宽,铸造性能差,铸造过程中易出现疏松、晶粒不均匀等缺陷。铝铜合金多用于带冷铁的砂型铸造,较少用于金属型铸造。但是,砂型铸造存在着严重的缺陷,即凝固时间长,晶粒粗大,力学性能低。成型性能差严重制约了铝铜合金的应用范围,为了克服这一致命弱点,人们从提高材料的铸造性能和开发材料新的成形技术两方面进行了大量的研究。
为此,有必要针对上述问题,提出一种铜铝合金材料的制备方法,其能够解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种铜铝合金材料的制备方法,以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种铜铝合金材料的制备方法,所述铜铝合金材料按照质量百分比包括:铝23.5~28.6%,铁0.5~1.5%,镍0.1~0.8%,银0.05~0.09%,锶0.01~0.1%,钨0.1~0.5%,石墨粉0.08~0.16%,余量为铜;
所述铜铝合金材料的制备方法包括如下步骤:
(1)按照上述质量百分比,称取除石墨粉之外的原料,过100~200目筛,混合均匀,在惰性气氛下球磨20~30min,得到合金粉;
(2)将上述合金粉置于700~800℃的电阻炉中熔炼30~40min,待温度降为500~600℃时加入过100~200目筛的石墨粉,继续熔炼20~30min,保温4~8h,得到混合熔液;
(3)将上述混合熔液搅拌均匀,浇入预先加热至300℃的石墨模具中,自然冷却,得到铜铝合金材料。
优选的,所述铜铝合金材料按照质量百分比包括:铝24.5~27%,铁0.8~1.3%,镍0.3~0.5%,银0.06~0.08%,锶0.04~0.08%,钨0.2~0.4%,石墨粉0.1~0.14%,余量为铜。
优选的,所述铜铝合金材料按照质量百分比包括:铝26%,铁1.1%,镍0.4%,银0.07%,锶0.06%,钨0.3%,石墨粉0.12%,余量为铜。
优选的,上述步骤(1)中,所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛。
优选的,上述步骤(1)中,球磨时的球料质量之比为20:1。
优选的,上述步骤(1)中,球磨时转速为200~300r/min。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明中的铜铝合金材料具有良好的塑性和较高的强度,而且该合金材料的晶粒均匀。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明:根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种铜铝合金材料的制备方法,所述铜铝合金材料按照质量百分比包括:铝23.5~28.6%,铁0.5~1.5%,镍0.1~0.8%,银0.05~0.09%,锶0.01~0.1%,钨0.1~0.5%,石墨粉0.08~0.16%,余量为铜;
所述铜铝合金材料的制备方法包括如下步骤:
(1)按照上述质量百分比,称取除石墨粉之外的原料,过100~200目筛,混合均匀,在惰性气氛下球磨20~30min,得到合金粉;
(2)将上述合金粉置于700~800℃的电阻炉中熔炼30~40min,待温度降为500~600℃时加入过100~200目筛的石墨粉,继续熔炼20~30min,保温4~8h,得到混合熔液;
(3)将上述混合熔液搅拌均匀,浇入预先加热至300℃的石墨模具中,自然冷却,得到铜铝合金材料。
其中,所述铜铝合金材料按照质量百分比包括:铝24.5~27%,铁0.8~1.3%,镍0.3~0.5%,银0.06~0.08%,锶0.04~0.08%,钨0.2~0.4%,石墨粉0.1~0.14%,余量为铜;优选的,所述铜铝合金材料按照质量百分比包括:铝26%,铁1.1%,镍0.4%,银0.07%,锶0.06%,钨0.3%,石墨粉0.12%,余量为铜。
其中,上述步骤(1)中,所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛;球磨时的球料质量之比为20:1,球磨时转速为200~300r/min。
下述以具体地实施例进行说明,以制备本发明中的铜铝合金材料。
实施例1
所述铜铝合金材料按照质量百分比包括:铝23.5%,铁0.5%,镍0.1%,银0.05%,锶0.01%,钨0.1%,石墨粉0.08%,余量为铜;
所述铜铝合金材料的制备方法包括如下步骤:
(1)按照上述质量百分比,称取除石墨粉之外的原料,过100目筛,混合均匀,在惰性气氛下球磨20min,得到合金粉;
(2)将上述合金粉置于700℃的电阻炉中熔炼30min,待温度降为500℃时加入过100目筛的石墨粉,继续熔炼20min,保温4h,得到混合熔液;
(3)将上述混合熔液搅拌均匀,浇入预先加热至300℃的石墨模具中,自然冷却,得到铜铝合金材料。
实施例2
所述铜铝合金材料按照质量百分比包括:铝24.5%,铁0.8%,镍0.3%,银0.06%,锶0.04%,钨0.2%,石墨粉0.1%,余量为铜;
所述铜铝合金材料的制备方法包括如下步骤:
(1)按照上述质量百分比,称取除石墨粉之外的原料,过150目筛,混合均匀,在惰性气氛下球磨25min,得到合金粉;
(2)将上述合金粉置于750℃的电阻炉中熔炼35min,待温度降为550℃时加入过150目筛的石墨粉,继续熔炼25min,保温6h,得到混合熔液;
(3)将上述混合熔液搅拌均匀,浇入预先加热至300℃的石墨模具中,自然冷却,得到铜铝合金材料。
实施例3
所述铜铝合金材料按照质量百分比包括:铝26%,铁1.1%,镍0.4%,银0.07%,锶0.06%,钨0.3%,石墨粉0.12%,余量为铜;
所述铜铝合金材料的制备方法包括如下步骤:
(1)按照上述质量百分比,称取除石墨粉之外的原料,过150目筛,混合均匀,在惰性气氛下球磨25min,得到合金粉;
(2)将上述合金粉置于750℃的电阻炉中熔炼35min,待温度降为550℃时加入过150目筛的石墨粉,继续熔炼25min,保温6h,得到混合熔液;
(3)将上述混合熔液搅拌均匀,浇入预先加热至300℃的石墨模具中,自然冷却,得到铜铝合金材料。
实施例4
所述铜铝合金材料按照质量百分比包括:铝27%,铁1.3%,镍0.5%,银0.08%,锶0.08%,钨0.4%,石墨粉0.14%,余量为铜;
所述铜铝合金材料的制备方法包括如下步骤:
(1)按照上述质量百分比,称取除石墨粉之外的原料,过150目筛,混合均匀,在惰性气氛下球磨25min,得到合金粉;
(2)将上述合金粉置于750℃的电阻炉中熔炼35min,待温度降为550℃时加入过150目筛的石墨粉,继续熔炼25min,保温6h,得到混合熔液;
(3)将上述混合熔液搅拌均匀,浇入预先加热至300℃的石墨模具中,自然冷却,得到铜铝合金材料。
实施例5
所述铜铝合金材料按照质量百分比包括:铝28.6%,铁1.5%,镍0.8%,银0.09%,锶0.1%,钨0.5%,石墨粉0.16%,余量为铜;
所述铜铝合金材料的制备方法包括如下步骤:
(1)按照上述质量百分比,称取除石墨粉之外的原料,过200目筛,混合均匀,在惰性气氛下球磨30min,得到合金粉;
(2)将上述合金粉置于800℃的电阻炉中熔炼40min,待温度降为600℃时加入过200目筛的石墨粉,继续熔炼30min,保温8h,得到混合熔液;
(3)将上述混合熔液搅拌均匀,浇入预先加热至300℃的石墨模具中,自然冷却,得到铜铝合金材料。
上述实施例1~5中的铜铝合金材料具有良好的塑性和较高的强度,而且该合金材料的晶粒均匀。对上述实施例1~5中的铜铝合金材料进行力学性能的实验,结果表明,其抗拉强度可达到385mpa。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。