CN102168235A - 一种提高铜-铝合金高温热膨胀系数的工艺方法 - Google Patents

一种提高铜-铝合金高温热膨胀系数的工艺方法 Download PDF

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Abstract

一种提高铜-铝合金高温热膨胀系数的工艺方法，其主要是将化学成分的质量分数wt%分别为Cu84-91%，Al9-16%的铜铝合金放在六面顶压机上进行高压处理，压力为0.5～2.0GPa，加热温度为920～980℃，保温时间为1～4min，断电保压冷却至室温，再将上述合金加热，加热温度为100～150℃，保温时间为20～30min，出炉空冷至室温。该工艺方法简单、操作方便、成本低廉，质量稳定，能较大幅度地提高铜-铝合金的高温热膨胀系数。

Description

一种提高铜-铝合金高温热膨胀系数的工艺方法
技术领域  本发明涉及一种金属材料加工方法，特别是铜-铝合金的加工方法。
背景技术  铜-铝合金具有较高的强度、良好的导热及耐蚀性能，已在仪表、机械、船舶及航空等领域得到广泛的应用。随着现代工业的飞速发展，对铜-铝合金提出了一些的特殊的性能要求,如耐高温、耐磨、高膨胀系数等，以满足不同环境下的工程和生产中的需要。热膨胀系数是材料的重要物理性能参数之一。目前，提高合金热膨胀系数的主要方法是添加合金元素。采用该方法易于在工业上应用，但合金组织均匀性难以保证、且成本较高、同时也降低材料的导电、导热性能，有时甚至满足不了一些工况的要求，尤其是在一定温度的条件下。
发明内容  本发明的目的在于提供一种方法简单、操作方便，成本低廉的提高铜-铝合金高温热膨胀系数的工艺方法。
本发明的技术方案如下：
1、原材料：原材料为铜铝合金，其化学成分的质量分数wt%分别为Cu 84～91%，Al 9～16%，其余为杂质。
2、高压处理：将上述合金放在六面顶压机上进行高压处理，压力为0.5～2.0GPa，加热温度为920～980℃，保温时间为1～4min，断电保压冷却至室温，其冷却压头的循环水流量最好为1.2～2L/min。
2.热处理：将上述合金加热，加热温度为100～150℃，保温时间为20～30min，出炉空冷至室温。
本发明由于在铜-铝合金固体相变过程中施加高压力，通过控制高压处理工艺参数及冷却速度，可以改变铜-铝合金固体相变后的组织结构，同时也减少合金组织中的孔隙率及晶体中的空位密度，提高了铜-铝合金的致密性，致使铜-铝合金的热膨胀系数得以提高。随后再对经高压处理后的铜-铝合金进行热处理，可以消除由高压处理所产生的内应力等不良效果，以保证铜-铝合金的在高温时的热膨胀系数及其它性能，如耐蚀性等。
本发明与现有技术相比具有如下优点：方法简单、操作方便、成本低廉，质量稳定，可有效提高铜-铝合金高温热膨胀系数50%左右。
具体实施方式：
实施例1
所用材料为铜-铝合金，其化学成分（质量分数wt%）为，Cu 89.41%，Al 10.32%，其余0.27%杂质。将上述铜-铝合金放在CS-ΙΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为1GPa，加热温度为920℃，保温时间为3min，断电保压冷却至室温，其冷却压头的循环水流量为1.5L/min。然后再将上述合金放在KLX-12B箱式电阻炉中进行热处理，加热温度为100℃，保温时间30min，出炉空冷至室温。用DIL402C精密膨胀仪测定经本发明方法处理前后铜-铝合金的高温热膨胀系数提高55.12%。
实施例2
所用材料为铜-铝合金，其化学成分（质量分数wt%）为，Cu 87.27%，Al 12.45%，其余0.28%杂质。将上述铜-铝合金放在CS-ΙΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为1.5GPa，加热温度为950℃，保温时间为2min，断电保压冷却至室温，其冷却压头的循环水流量为1.2L/min。然后再将上述合金放在KLX-12B箱式电阻炉中进行热处理，加热温度为120℃，保温时间25min，出炉空冷至室温。用DIL402C精密膨胀仪测定经本发明方法处理前后铜-铝合金的高温热膨胀系数提高53.38%。
实施例3
所用材料为铜-铝合金，其化学成分（质量分数wt%）为，Cu 84.26%，Al 15.48%，其余0.26%杂质。将上述铜-铝合金放在CS-ΙΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为2.0GPa，加热温度为970℃，保温时间为1min，断电保压冷却至室温，其冷却压头的循环水流量为2L/min。然后再将上述合金放在KLX-12B箱式电阻炉中进行热处理，加热温度为150℃，保温时间20min，出炉空冷至室温。用DIL402C精密膨胀仪测定经本发明方法处理前后铜-铝合金的高温热膨胀系数提高54.22%。
下面是采用本发明方法获得的铜-铝合金与普通铜-铝合金在593℃时的热膨胀系数测试结果对比表
试样 热膨胀系数/℃-1 较实施例前提高/%
实施例前 2.012×10-5 /
实施例1 3.121×10-5 55.12%
实施例2 3.086×10-5 53.38%
实施例3 3.103×10-5 54.22%

Claims (2)

1.一种提高铜-铝合金高温热膨胀系数的工艺方法，其特征在于：
（1）原材料为铜铝合金，其化学成分的质量分数wt%分别为Cu 84-91%，Al 9- 16%，其余为杂质；
（2）将上述合金放在六面顶压机上进行高压处理，压力为0.5～2.0GPa，加热温度为920～980℃，保温时间为1～4min，断电保压冷却至室温；
（2）将上述合金加热，加热温度为100～150℃，保温时间为20～30min，出炉空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种提高铜-铝合金高温热膨胀系数的工艺方法，其特征在于：六面顶压机冷却压头的循环水流量为1.2～2L/min。
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