CN101418390A - 易翻边的铜合金金属材料生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种易翻边的铜合金金属材料生产工艺，包括材料准备-改轧校平-铺铜合金粉-第一次烧结-第一次轧制-第二次烧结-第二次轧制-退火处理-第三次轧制，利用退火处理增强铜合金金属材料的强度，优化其弯曲性能，保证翻边效果，工艺简单、成本低廉。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种易翻边的铜合金金属材料生产工艺，属于合金金属材料生产工艺领域。它主要用于制造大功率、高转速汽车发动机中的轴瓦、衬套、翻边瓦等。
【背景技术】
铜合金金属材料具有很高承载能力和抗疲劳强度，在高转速运转或大功率的发动机中应用相当普遍，但目前市场上的普通的铜合金材料金属材料由于技术缺陷，弯曲性较差，只能满足普通冲压、拉伸的技术要求，而达不到物理翻边的需求，在制造大功率、高转速汽车发动机中的轴瓦、衬套、翻边瓦等时，普通铜合金金属材料一翻边就会开裂或合金脱层，次品率高，同时增大了生产成本。
中国发明专利申请200510110161.7公开了一种金属基摩擦片无压烧结生产工艺，此工艺对于生产铁基和铜基摩擦材料均适用。其特点是，把构成金属基摩擦材料组份的粉末混合物铺撒在高强度的钢背上，采用烧结—轧制—烧结的方法，生产金属基摩擦材料，再对所生产出的金属基摩擦材料进行冲压、机械加工，制成所需形状和尺寸的摩擦片。
中国发明专利申请200510110718.7公开了一种含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺，在预先准备好的所需牌号和厚度的碳素结构钢钢背上设置具有适当厚度的金属或合金过渡层，再把具有一定含磷量的磷青铜合金粉末均匀地铺撒在钢背上，并使其具有一定的铺粉厚度；然后进行一次烧结，以使磷青铜合金粉末粘结在钢背上；再进行一次轧制，以使磷青铜合金层致密；接着进行二次烧结，以使磷青铜合金层牢固地粘结在钢背上；最后进行二次轧制，以精确控制双金属板材的尺寸；最终生产出符合所需尺寸要求的磷青铜-钢双金属轴承材料。
上述两种生产工艺均是改善铜合金的机械性能，但却无法改善其弯曲性能。因此要改善铜合金弯曲性能，需对现有的加工工艺做进一步研究及改进。
【发明内容】
为了解决上述技术问题，本发明提供一种易翻边的铜合金金属材料生产工艺，利用退火处理增强铜合金金属材料的强度，优化其弯曲性能，工艺简单、成本低廉。
本发明是这样实现的：一种易翻边的铜合金金属材料生产工艺，包括材料准备—改轧较平—铺铜合金粉—第一次烧结—第一次轧制—第二次烧结—第二次轧制—第三次轧制，其特征在于，它还包括如下步骤：在第二次轧制和第三次轧制之间加入退火处理步骤，所述退火处理是在一定的还原性气氛保护下进行。
其中，温度为700—1000℃，时间为30—90分钟。
其中，所述铜合金粉的成份及质量配比为：磷0.1-1％；锡5-7％；锌0.1-1％；铝3％-10％；余量为铜。
其中，所述铜合金粉的成份及质量配比为：铅3-30％；锡1-7％；锌1-7％；铝3％-10％；余量为铜。
其中，所述在第一次烧结是在还原性气氛保护下在烧结炉中进行，烧结温度为800—900℃，烧结时间为30—90分钟。
其中，所述第二次烧结是在还原性气氛保护下进行，烧结温度850—950℃，烧结时间为30—90分钟。
应用本发明所提供的生产工艺生产所得的铜合金金属材料，与现有技术相比，具有如下优点：
1、具有很高的承载能力和抗疲劳强度，且弯曲性能好；
2、合金层结合力好，翻边时不开裂、不脱层；
3、经过翻边的材料，其侧边可以代替止推边或侧边，可少一道加工工序，大大降低生产成本；
4、采用本发明生产工艺的铜合金材料可不需含铅，有利于环境保护。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明易翻边的铜合金材料生产工艺的流程图。
【具体实施方式】
请参照本发明的附图，将详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明易翻边的铜合金材料生产工艺，包括如下步骤：材料准备—改轧较平—铺铜合金粉—第一次烧结—第一次轧制—第二次烧结—第二次轧制—退火处理—第三次轧制。
其中，(1)材料准备：为铜合金粉末的配制及钢板材料准备，具体如下：
铜合金粉末配制：根据不同的要求配制不同含量比例的合金粉末，在搅拌机中搅拌2小时，或由制粉厂家按要求含量比例配制好合金粉末。
A、含铅铜合金材料配制
铅3-30％；锡1-7％；锌1-7％；铝3％-10％；余量为铜
B、不含铅铜合金材料配制
磷0.1-1％；锡5-7％；锌0.1-1％；铝3％-10％；余量为铜
钢板材料准备：按规定尺寸剪成片，进行镀铜处理或不作镀铜处理。
(2)改轧较平：是将钢板材料冷轧加工到所需厚度，并控制适当的厚度公差。
(3)铺铜合金粉：是把配置好的铜合金粉末，均匀地铺在钢板上，粉末厚度根据合金层所需厚度进行设计。
(4)第一次烧结：把铺好的板料，在还原性气氛保护下在烧结炉中进行烧结，烧结温度800—900℃，烧结时间为30—90分钟。
(5)第一次轧制：把第一次烧结的板料轧制到一定的厚度。
(6)第二次烧结：把经过轧制后的板料，在还原性气氛保护下进行第二次烧结，以进一步保证粘结强度，烧结温度850—950℃，烧结时间为30—90分钟。
(7)第二次轧制：把经过二次烧结的板料再进行轧制到一定的厚度。
(8)退火处理：把经过二次轧制后的板料，在一定的还原性气氛保护下进行退火处理，使铜合金金属板材硬度有所下降，结合强度更好，以达到90℃翻边的效果。
实施例一
(1)按下列含量比例配制铜合金粉末，把其搅拌均匀，铅23.5％、锡1％、锌5.12％、铝6.34％，余量为铜。
准备钢板材料，采用SPCC、DC01、ST37-2G等优质碳素结构钢板，进行电镀处理。
(2)改轧较平：将钢板材料冷轧加工到所需厚度，从2.50mm轧到2.30mm并控制厚度公差±0.02mm。
(3)铺铜合金粉：把配置好的铜合金粉末，使用刮杆把搅拌均匀的铜合金粉末铺在钢板上，粉末厚度为0.60mm。
(4)第一次烧结：把铺好的板料，在还原性气氛保护下在烧结炉中进行烧结，烧结温度800℃，烧结时间为90分钟。
(5)第一次轧制：把第一次烧结的板料进行轧制，轧制到一定的厚度3.20mm。
(6)第二次烧结：把经过轧制后的板料，在还原性气氛保护下进行第二次烧结，以进一步保证粘结强度，烧结温度850℃，烧结时间为90分钟。
(7)第二次轧制：把经过二次烧结的板料再进行轧制，轧制到一定的厚度3.10mm。
(8)退火处理：把经过二次轧制后的板料，在一定的还原性气氛保护下进行退火处理，使铜合金金属板材硬度有所下降，结合强度更好，以达到90℃翻边的效果。温度800℃，时间为60分钟。
(9)第三次轧制：经过退火处理的铜合金板料，再进行一次轧制使其达到所需材料厚度2.80mm，板料公差控制在±0.02mm。
经研究，铜合金材料金属材料若经过本发明特殊的退火处理，不但结合力好，而且弯曲性也较好，可以达到翻边而不开裂、不脱层的效果。
实施例二
(1)按下列含量比例配制不含铅铜合金粉末：磷0.3％；锡5.5％；锌0.8％；铝3.2％；余量为铜，充分搅拌均匀。
准备钢板材料，采用SPCC、DC01、ST37-2G等优质碳素结构钢板。
(2)改轧较平：将钢板材料冷轧加工到所需厚度，并控制厚度公差±0.02mm。
(3)铺铜合金粉：把配置好的铜合金粉末，使用刮杆把搅拌均匀的铜合金粉末铺在钢板上，粉末厚度为0.50mm。
(4)第一次烧结：把铺好的板料，在还原性气氛保护下在烧结炉中进行烧结，烧结温度900℃，烧结时间为30分钟。
(5)第一次轧制：把第一次烧结的板料进行轧制，轧制到一定的厚度从3.0mm轧到2.70mm。
(6)第二次烧结：把经过轧制后的板料，在还原性气氛保护下进行第二次烧结，以进一步保证粘结强度，烧结温度950℃，烧结时间为30分钟。
(7)第二次轧制：把经过二次烧结的板料再进行轧制，轧制到一定的厚度2.65mm。
(8)退火处理：把经过二次轧制后的板料，在一定的还原性气氛保护下进行退火处理，使铜合金金属板材硬度有所下降，结合强度更好，以达到90℃翻边的效果。温度1000℃，时间为30分钟。
(9)第三次轧制：经过退火处理的铜合金板料，再进行一次轧制使其达到所需材料厚度2.60mm，板料公差控制在±0.02mm。
实施例三
(1)按下列含量比例配制不含铅铜合金粉末：磷0.3％；锡5.5％；锌0.8％；铝3.2％；余量为铜，充分搅拌均匀。
准备钢板材料，采用SPCC、DC01、ST37-2G等优质碳素结构钢板。
(2)改轧较平：将钢板材料冷轧加工到所需厚度，并控制厚度公差±0.02mm。
(3)铺铜合金粉：把配置好的铜合金粉末，使用刮杆把搅拌均匀的铜合金粉末铺在钢板上，粉末厚度为0.45mm。
(4)第一次烧结：把铺好的板料，在还原性气氛保护下在烧结炉中进行烧结，烧结温度850℃，烧结时间为60分钟。
(5)第一次轧制：把第一次烧结的板料进行轧制，轧制到一定的厚度从2.35mm轧到2.10mm。
(6)第二次烧结：把经过轧制后的板料，在还原性气氛保护下进行第二次烧结，以进一步保证粘结强度，烧结温度900℃，烧结时间为60分钟。
(7)第二次轧制：把经过二次烧结的板料再进行轧制，轧制到一定的厚度2.10mm轧到1.95mm。
(8)退火处理：把经过二次轧制后的板料，在一定的还原性气氛保护下进行退火处理，使铜合金金属板材硬度有所下降，结合强度更好，以达到90℃翻边的效果。温度890℃，时间为45分钟。
(9)第三次轧制：经过退火处理的铜合金板料，再进行一次轧制使其达到所需材料厚度1.80mm，板料公差控制在±0.02mm。
Claims (6)
1、一种易翻边的铜合金金属材料生产工艺，包括材料准备—改轧较平—铺铜合金粉—第一次烧结—第一次轧制—第二次烧结—第二次轧制—第三次轧制，其特征在于，它还包括如下步骤：在第二次轧制和第三次轧制之间加入退火处理步骤，所述退火处理是在一定的还原性气氛保护下进行。
2、如权利要求1所述的易翻边的铜合金金属材料生产工艺，其特征在于：所述退火处理时温度为800—1000℃，时间为30—60分钟。
3、如权利要求1所述的易翻边的铜合金金属材料生产工艺，其特征在于：所述铜合金粉的成份及质量配比为：磷0.1-1％；锡5-7％；锌0.1-1％；铝3％-10％；余量为铜。
4、如权利要求1所述的易翻边的铜合金金属材料生产工艺，其特征在于：所述铜合金粉的成份及质量配比为：铅3-30％；锡1-7％；锌1-7％；铝3％-10％；余量为铜。
5、如权利要求1所述的易翻边的铜合金金属材料生产工艺，其特征在于：所述在第一次烧结是在还原性气氛保护下在烧结炉中进行，烧结温度为800—900℃，烧结时间为30—90分钟。
6、如权利要求1所述的易翻边的铜合金金属材料生产工艺，其特征在于：所述第二次烧结是在还原性气氛保护下进行，烧结温度850—950℃，烧结时间为30—90分钟。
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