料的性能如下：屈服强度 彡690MPa ;抗拉强度彡810MPa ;硬度彡HRC 26 ;热传导率彡120W/m ? K。
[0031] 该Cu-Ni-Si合金材料的制备方法包括熔炼、铸造、锻造以及热处理步骤，其中：
[0032] 在所述熔炼和铸造步骤中，按规定的组分配比将各组分的单质置于感应熔炼炉内 进行熔炼，然后将熔炼好的Cu-Ni-Si合金液浇注得到铸坯；
[0033] 在所述锻造步骤中，将所述铸坯在720-920 °C (比如730°C、750 °C、800 °C、850°C、 870°C、900°C、91(rC )温度区间进行热锻，在该段锻造温度下可使Ni2Si晶粒均一、细化，提 高材料强度；
[0034] 在所述热处理步骤中，采用固溶后进行时效处理，其中，固溶温度为820~ 9801：(比如 8301：、8601：、8801：、9101：、9501：、970°〇，时效温度为 420 ~5001：(比如 430°C、450°C、480°C、490°C )，该热处理方式可以析出起到强化作用的Ni2Si析出物，从而提 高合金材料的强度。
[0035] 经过上述方法得到的Cu-Ni-Si合金材料为具有一定厚度的环状合金材料，优选 环状合金材料的厚度为5-100_。
[0036] 下面通过三个实施例来说明本发明合金材料的制备方法以及制得的合金材料的 性能。
[0037] 实施例1
[0038] 本实施例制备的Cu-Ni-Si合金按重量百分比由以下组分构成：Ni :5. 3% ;Si : 1.2% ;余量为Cu和不可避免的杂质。
[0039] 本实施例Cu-Ni-Si合金材料的制备方法如下：
[0040] (1)熔炼和铸造按上述组分重量配比将镍粉、硅粉以及铜块放入感应熔炼炉内进 行熔炼，之后将熔炼好的Cu-Ni-Si合金液浇注得到铸坯；
[0041] (2)锻造将铸坯进行热锻，热锻后冷却至室温，其中始锻温度为900°C，终锻温度 为800°C;在锻造过程中还需完成冲孔和扩孔；
[0042] (3)热处理采用固溶+时效的热处理工艺，将热锻后的锻件加热至900°C进行固溶 处理，保温2h后进行水淬处理，之后再将水淬处理后的锻件加热至450°C进行时效处理，时 效处理时的保温时间为2h，然后空冷至室温，得到的环状合金材料，其厚度为35mm。
[0043] 该实施例制备的合金材料的性能参见表1。
[0044] 实施例2
[0045] 本实施例制备的Cu-Ni-Si合金按重量百分比由以下组分构成：Ni :6. 6% ;Si : 1.6% ;余量为Cu和不可避免的杂质。
[0046] 本实施例Cu-Ni-Si合金材料的制备方法同实施例1，得到的环状合金材料的厚度 同实施例1。该实施例制备的合金材料的性能参见表1。
[0047] 实施例3
[0048] 本实施例制备的Cu-Ni-Si合金按重量百分比由以下组分构成：Ni :3. 5% ;Si : 0.85% ;余量为Cu和不可避免的杂质。
[0049] 本实施例Cu-Ni-Si合金材料的制备方法同实施例1，得到的环状合金材料的厚度 同实施例1。
[0050] 该实施例制备的合金材料的性能参见表1。
[0051] 为了更好地说明本发明的合金材料性能，表1中还列出了两种市售的辊套材料铍 铜合金（对比例1)和铬锆铜合金（对比例2)的性能。
[0052] 表1实施例1-3制备的Cu-Ni-Si合金性能
【主权项】
1. 一种Cu-Ni-Si合金材料，其特征在于，该材料按重量百分比由以下组分构成：Ni: 3~7%;Si:0. 8~2. 2% ;余量为Cu和不可避免的杂质。
2. 根据权利要求1所述Cu-Ni-Si合金材料，其特征在于，所述Cu-Ni-Si合金材料是按 照如下方法制备的，该方法包括熔炼、铸造、锻造以及热处理步骤，其中： 在所述熔炼和铸造步骤中，按权利要求1所述的组分配比将各组分的单质置于感应熔 炼炉内进行熔炼，然后将熔炼好的Cu-Ni-Si合金液浇注得到铸坯； 在所述锻造步骤中，将所述铸坯在720-920°C温度区间进行热锻； 在所述热处理步骤中，采用固溶后进行时效处理，其中，固溶温度为820~980°C，时效 温度为420~500 °C。
3. 根据权利要求1或2所述Cu-Ni-Si合金材料，其特征在于，所述Cu-Ni-Si合金材料 是环状合金材料。
4. 根据权利要求3所述Cu-Ni-Si合金材料，其特征在于，所述环状合金材料的厚度为 5-100mm〇
5. -种用于制备非晶/纳米晶带材的冷却辊辊套，其特征在于，所述冷却辊辊套为单 层结构，材质为权利要求1-4任一所述的Cu-Ni-Si合金材料。
6. 根据权利要求5所述的冷却辊辊套，其特征在于，所述冷却辊辊套的外径为400~ 2500mm，厚度为30~100mm，宽度为200~600mm。
7. -种用于制备非晶/纳米晶带材的冷却辊辊套，其特征在于，所述辊套为双层结构， 内层辊套的外表面贴附于外层辊套的内表面，其中，内层辊套的材质为黄铜，外层辊套的材 质为权利要求1-4任一所述的Cu-Ni-Si合金材料。
8. 根据权利要求7所述的冷却辊辊套，其特征在于，所述外层辊套的厚度为10~ 60mm，所述内层棍套的厚度为10~60mm;所述双层结构的棍套的外径为400~2500mm，宽 度为200~600mm。
9. 一种权利要求7-8任一所述冷却辊辊套的制造方法，其特征在于，该制造方法包括 如下步骤： 外层辊套的制造步骤，采用权利要求1-4任一所述的Cu-Ni-Si合金材料制造外层辊 套； 内层辊套的制造步骤，采用黄铜制造内层辊套，且内层辊套的外径大于外层辊套的内 径； 内外层辊套组装步骤，使所述外层辊套受热膨胀至所述外层辊套内径大于所述内层辊 套的外径，然后将内层辊套置于外层辊套中，自然冷却后得到双层结构辊套。
10. 根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在所述内层辊套的制造步骤中，所 述内层辊套的外径与外层辊套的内径之差为l_4mm。
【专利摘要】本发明公开了一种Cu-Ni-Si合金材料以及含有该合金的冷却辊辊套。本发明所述Cu-Ni-Si合金按重量百分比由以下组分构成：Ni：3～7％；Si：0.8～2.2％；余量为Cu和不可避免的杂质。本发明将上述成分的Cu-Ni-Si合金应用于非晶/纳米晶带材生产用的冷却辊辊套，并提供了一种新型冷却辊复合结构辊套，该复合辊套由内外两层构成，外层采用Cu-Ni-Si合金，内层采用价格较低的黄铜。Cu-Ni-Si合金铜套不含昂贵金属Be，成本低于铍铜，且安全环保，能有效提升非晶带材叠片系数和成品率，延长铜辊的使用寿命。本发明公开的复合结构辊套结构简单，进一步降低了材料成本。
【IPC分类】B22D11-06, C22C9-06
【公开号】CN104694780
【申请号】CN201510064848
【发明人】吕建伟, 谢旭霞, 杜宇, 金兆伟
【申请人】中国能建集团装备有限公司北京技术中心
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月6日