一种高稳定低导电硅合金铜的制备方法与流程

1.本发明涉及铜合金技术领域，具体涉及一种高稳定低导电硅合金铜的制备方法。


背景技术：

2.近年来，随着我国航空航天、高速轨道列车、微电子和真空电子器件等工业的迅猛发展，对高性能铜及铜合金材料的需求更加紧迫，特别是在许多服役场合下，对铜及铜合金材料的导电性能和力学性能要求较高。电磁弹射器(emals)是采用航母飞行甲板下的直线电机弹射舰载机，用于电磁弹射器的铜合金要求导电率低且稳定，导电率偏差在
±
1%以内，同时要求600mpa以上的高抗拉强度，200hb以上硬度，耐腐蚀性能优异，现有的铜合金不能兼具上述机械性能。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种高稳定低导电硅合金铜的制备方法，用于电磁弹射器的铜合金要求导电率低且稳定，导电率偏差在
±
1%以内，同时要求600mpa以上的高抗拉强度，200hb以上硬度，耐腐蚀性能优异。
4.本发明的目的是这样实现的：该硅合金铜的质量百分比组成为：1.5-2.5wt%si；0.05-0.1wt%fe；0.03-0.04wt%p；0.1-0.4wt%mn；0.6-0.8wt%ni；≤0.03wt%pb；≤0.5wt%zn；余量为cu和不可避免的杂质；包括以下制备步骤：1）熔炼：将cu加入熔炼炉中升温熔化，熔化后加入si、fe、p、mn、ni、pb和zn，调节温度为1150
°
c，搅拌均匀；2）水平连铸；浇铸温度1150-1200℃，拉铸速度300-350转/min，浇铸时间45-55min；保温时间10-15min。
5.本发明添加1.5-2.5wt%si，使导电率在12-12.5%iacs，si含量高于2.5wt%，导电率也在该范围内，但是抗拉强度和硬度明显下降，力学性能恶化；si含量低于1.5wt%，导电率达不到要求。
6.虽然添加1.5-2.5wt%si，可以使导电率维持在12-12.5%iacs，但是会使铜合金开裂，表面有气孔，因此添加0.03-0.04wt%p，保证了熔炼的合金铜既满足了导电率要求，又可以有效的减少了铜合金开裂的风险，保证了铜锭的外观质量，从而使最终的产品质量也能满足要求。
7.本发明的有益效果是：本发明在熔炼过程中同时添加si和p，导电率维持在12-12.5%，导电率偏差在
±
1%以内，导电率低且稳定，同时要求600mpa以上的高抗拉强度，200hb以上硬度，耐腐蚀性能优异；保证了熔炼的合金铜既满足了导电率要求，又可以有效的减少了铜合金开裂的风险，保证了铜锭的外观质量，从而使最终的产品质量也能满足要求。
具体实施方式
8.实施例1：本发明涉及一种高稳定低导电硅合金铜的制备方法，该硅合金铜的质量百分比组成为：1.6wt%si；0.08wt%fe；0.03wt%p；0.2wt%mn；0.6wt%ni；0.01wt%pb；0.2wt%zn；余量为cu和不可避免的杂质；包括以下制备步骤：1）熔炼：将cu加入熔炼炉中升温熔化，熔化后加入si、fe、p、mn、ni、pb和zn，调节温度为1150
°
c，搅拌均匀；2）水平连铸；浇铸温度1150-1200℃，拉铸速度300-350转/min，浇铸时间45-55min；保温时间10-15min。
9.实施例2：本发明涉及一种高稳定低导电硅合金铜的制备方法，该硅合金铜的质量百分比组成为：2.5wt%si；0.05wt%fe；0.04wt%p；0.4wt%mn；0.8wt%ni；0.03wt%pb；0.5wt%zn；余量为cu和不可避免的杂质；包括以下制备步骤：1）熔炼：将cu加入熔炼炉中升温熔化，熔化后加入si、fe、p、mn、ni、pb和zn，调节温度为1150
°
c，搅拌均匀；2）水平连铸；浇铸温度1150-1200℃，拉铸速度300-350转/min，浇铸时间45-55min；保温时间10-15min。
10.实施例3：本发明涉及一种高稳定低导电硅合金铜的制备方法，该硅合金铜的质量百分比组成为：2.0wt%si；0.1wt%fe；0.035wt%p；0.3wt%mn；0.7wt%ni；余量为cu和不可避免的杂质；包括以下制备步骤：1）熔炼：将cu加入熔炼炉中升温熔化，熔化后加入si、fe、p、mn、ni，调节温度为1150
°
c，搅拌均匀；2）水平连铸；浇铸温度1150-1200℃，拉铸速度300-350转/min，浇铸时间45-55min；保温时间10-15min。
11.对比例1：硅青铜牌号qsi3-1，mn1.0～1.5wt%，si2.7～3.5wt%，fe0.3wt%，cu余量。
12.对比例2：不添加p，其余成分与实施例1相同。
13.对比例3：si1.0wt%，其余成分与实施例1相同。
14.对比例4：si3.0wt%，其余成分与实施例1相同。
15.将实施例1-3、对比例1-4的拉伸强度、硬度、导电率、磁导率及耐腐蚀性能进行检测，力学性能测试根据gb6397-86执行，耐腐蚀性能根据gb/t19746-2005执行，结果如下表：
从上表可知，实施例1-3导电率维持在12-12.5%，导电率偏差在
±
1%以内，导电率低且稳定，同时要求600mpa以上的高抗拉强度，200hb以上硬度，耐腐蚀性能优异。
16.而对比例1，材料硅含量过高，导致导电率无法满足范围。
17.对比例2，材料的性能基本满足要求，但产品有开裂情况。
18.对比例3，材料硅含量偏低，导致导电率偏高，无法满足要求。
19.对比例4，材料硅含量过高，导致导电率无法满足范围。
20.除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。


技术特征：
1.一种高稳定低导电硅合金铜的制备方法，其特征在于：该硅合金铜的质量百分比组成为：1.5-2.5wt%si；0.05-0.1wt%fe；0.03-0.04wt%p；0.1-0.4wt%mn；0.6-0.8wt%ni；≤0.03wt%pb；≤0.5wt%zn；余量为cu和不可避免的杂质；包括以下制备步骤：1）熔炼：将cu加入熔炼炉中升温熔化，熔化后加入si、fe、p、mn、ni、pb和zn，调节温度为1150
°
c，搅拌均匀；2）水平连铸；浇铸温度1150-1200℃，拉铸速度300-350转/min，浇铸时间45-55min；保温时间10-15min。2.根据权利要求1所述的一种高稳定低导电硅合金铜的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，先加电解铜，当所有铜都完全熔化后，再加硅和磷。

技术总结
本发明涉及一种高稳定低导电硅合金铜的制备方法，该硅合金铜的质量百分比组成为：1.5-2.5wt%Si；0.05-0.1wt%Fe；0.03-0.04wt%P；0.1-0.4wt%Mn；0.6-0.8wt%Ni；≤0.03wt%Pb；≤0.5wt%Zn；余量为Cu和不可避免的杂质；包括以下制备步骤：熔炼；水平连铸。本发明生产的铜合金导电率低且稳定，导电率偏差在


技术研发人员：冯岳军 陈立群 葛晓瑜 张黄磊
受保护的技术使用者：江阴电工合金股份有限公司
技术研发日：2022.08.29
技术公布日：2022/11/29