CN103555994B - 一种锻造而成的具有优越塑性的合金锭及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种锻造而成的具有优越塑性的合金锭及其制造方法，该合金锭组分中包含锰、锌以及铜，其中合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰1-5％，锌1-6％，铜81-98％。本发明在原有的QMn5青铜的基础上，调整锰的含量并创新性地添加锌元素，在保证相应的性能的同时进一步改善了合金锭的塑性，从而得到一种具有优越可塑性的改性合金材料。

Description

一种锻造而成的具有优越塑性的合金锭及其制造方法
技术领域
本发明涉及合金锭材领域，尤其涉及一种锻造而成的具有优越塑性的合金锭及其制造方法。
背景技术
QMn5是含锰量较高的锰青铜，具有较高的强度、硬度和良好的塑性，能很好地在热态及冷态下承受压力加工，具有较好的耐蚀性和高的热强性，在400℃下依然能保持其力学性能，其主要用于制造蒸汽机零件和锅炉的各种管接头、蒸汽阀门等高温耐蚀零件。但是，由于其塑性被限制在一定范围之内，故越来越不能满足实际应用，其塑性需要进一步加强。
发明内容
本发明的目的是提供一种锻造而成的具有优越塑性的合金锭及其制造方法，利用本发明在保证相应性能的同时，进一步改善合金锭的塑性，从而得到一种具有优越可塑性的改性合金材料。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种锻造而成的具有优越塑性的合金锭，其特征在于，该合金锭组分中包含锰、锌以及铜，其中合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰1-5％，锌1-6％，铜81-98％。
优选地，合金锭各组分组成按重量百分比分别为：合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰1％，锌1％，铜98％。
优选地，合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰4％，锌5％，铜91％。
优选地，合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰5％，锌6％，铜89％。
优选地，铜可以是电解铜。
一种锻造而成的具有优越塑性的合金锭的制造方法，包括以下步骤：
i.按照重量配比将电解铜、锰置于工频电炉内，加热至950度-1050度，熔炼3-4小时，待完全熔化后保温至1000度，保温时间为1-2小时；
ii.添加锌于铜-锰合金溶液中，并升温至1100度，熔炼1-2小时之后再次保温0.5-1小时；
iii.用光谱仪炉内样品进行次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；
iv.将检验合格的溶液按照预定的尺寸进行铸锭，铸造温度为950-1000度；锭材尺寸根据下一步挤压的尺寸而确定，长宽高范围在100-500mm之间；
v.热处理，将合金锭放置在敝开式退火炉中，温度为200-250度，时间为30-50分钟；
vi.锻打成型，对退火完成的铸锭的XYZ三方反复锻打三遍。调质处理，达到最佳的韧度和硬度；
vii.包装入库。
进一步地，所述步骤iii.中的光谱仪为斯派克直读光谱仪。
进一步地，所述步骤iii.中的次成分检验次数为三次。
本发明的有益效果是：本发明在原有的QMn5青铜的基础上，调整锰的含量并创新性的添加锌元素，通过熔炼过程中元素在不同时期形成的相，在保证相应的性能的同时，进一步改善了合金锭的塑性，得到了一种具有优越可塑性的改性合金材料。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但并非限制本发明的应用范围。
实施例1
一种锻造而成的具有优越塑性的合金锭，合金锭各组分组成按重量百分比分别为：合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰1％，锌1％，铜98％。
按照上述重量配比将电解铜、锰置于工频电炉内，加热至950度-1050度，熔炼3-4小时，待完全熔化后保温至1000度，保温时间为1-2小时；然后添加锌于铜-锰合金溶液中，并升温至1100度，熔炼1-2小时之后再次保温0.5-1小时；保温1-1.5小时后，用德国进口斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三次次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；检测后，将检验合格的溶液按照预定的尺寸进行铸锭，铸造温度为950-1000度；锭材尺寸根据下一步挤压的尺寸而确定，长宽高范围在100-500mm之间；进行热处理，将合金锭放置在敝开式退火炉中，温度为200-250度，时间为30-50分钟；之后进行锻打成型，对退火完成的铸锭的XYZ三方反复锻打三遍；调质处理，达到最佳的韧度和硬度；最后对锻打而成的材料进行超声波或者涡流探伤，挑出探伤不合格的产品，作为下一步压延产品的毛坯锭分别包装入库。
与现有的合金锭相比，组织均匀，密致，晶体更细，提高了机械性能，且塑性得到显著提高。
实施例2
一种锻造而成的具有优越塑性的合金锭，合金锭各组分组成按重量百分比分别为：合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰4％，锌5％，铜91％。
按照上述重量配比将电解铜、锰置于工频电炉内，加热至950度-1050度，熔炼3-4小时，待完全熔化后保温至1000度，保温时间为1-2小时；然后添加锌于铜-锰合金溶液中，并升温至1100度，熔炼1-2小时之后再次保温0.5-1小时；保温1-1.5小时后，用德国进口斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三次次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；检测后，将检验合格的溶液按照预定的尺寸进行铸锭，铸造温度为950-1000度；锭材尺寸根据下一步挤压的尺寸而确定，长宽高范围在100-500mm之间；进行热处理，将合金锭放置在敝开式退火炉中，温度为200-250度，时间为30-50分钟；之后进行锻打成型，对退火完成的铸锭的XYZ三方反复锻打三遍；调质处理，达到最佳的韧度和硬度；最后对锻打而成的材料进行超声波或者涡流探伤，挑出探伤不合格的产品，作为下一步压延产品的毛坯锭分别包装入库。
与现有的合金锭相比，组织均匀，密致，晶体更细，提高了机械性能，且塑性得到显著提高。
实施例3
一种锻造而成的具有优越塑性的合金锭，合金锭各组分组成按重量百分比分别为：合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰5％，锌6％，铜89％。
按照上述重量配比将电解铜、锰置于工频电炉内，加热至950度-1050度，熔炼3-4小时，待完全熔化后保温至1000度，保温时间为1-2小时；然后添加锌于铜-锰合金溶液中，并升温至1100度，熔炼1-2小时之后再次保温0.5-1小时；保温1-1.5小时后，用德国进口斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三次次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；检测后，将检验合格的溶液按照预定的尺寸进行铸锭，铸造温度为950-1000度；锭材尺寸根据下一步挤压的尺寸而确定，长宽高范围在100-500mm之间；进行热处理，将合金锭放置在敝开式退火炉中，温度为200-250度，时间为30-50分钟；之后进行锻打成型，对退火完成的铸锭的XYZ三方反复锻打三遍；调质处理，达到最佳的韧度和硬度；最后对锻打而成的材料进行超声波或者涡流探伤，挑出探伤不合格的产品，作为下一步压延产品的毛坯锭分别包装入库。
与现有的合金锭相比，组织均匀，密致，晶体更细，提高了机械性能，且塑性得到显著提高。
与传统合金锭相比，本发明中锰和锌的含量与锻造而成的具有优越塑性的合金锭的塑性及可锻性改善关系的试验数据如以下表格所示：
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (8)

1.一种锻造而成的具有优越塑性的合金锭，其特征在于，该合金锭组分中包含锰、锌以及铜，其中合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰1-5%，锌1-6%，铜81-98%；所述合金锭采用如下步骤制造：
i.按照重量配比将电解铜﹑锰置于工频电炉内，加热至950度-1050度，熔炼3-4小时，待完全熔化后保温至1000度，保温时间为1-2小时；
ii.添加锌于铜-锰合金熔液中，并升温至1100度，熔炼1-2小时之后再次保温0.5-1小时；
iii.用光谱仪炉内样品进行成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；
iv.将检验合格的熔液按照预定的尺寸进行铸锭，铸造温度为950-1000度；锭材尺寸根据下一步挤压的尺寸而确定，长宽高范围在100-500mm之间；
v.热处理，将合金锭放置在敞开式退火炉中，温度为200-250度，时间为30-50分钟；
vi.锻打成型，对退火完成的铸锭的XYZ三方反复锻打三遍，调质处理，达到最佳的韧度和硬度；
vii.包装入库。
2.根据权利要求1所述的锻造而成的具有优越塑性的合金锭，其特征在于，合金锭各组分组成按重量百分比分别为：合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰1%，锌1%，铜98%。
3.根据权利要求1所述的锻造而成的具有优越塑性的合金锭，其特征在于，合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰4%，锌5%，铜91%。
4.根据权利要求1所述的锻造而成的具有优越塑性的合金锭，其特征在于，合金锭各组分组成按重量百分比分别为：锰5%，锌6%，铜89%。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的锻造而成的具有优越塑性的合金锭，其特征在于，铜为电解铜。
6.一种权利要求1-5中任一权利要求所述的锻造而成的具有优越塑性的合金锭的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
i.按照重量配比将电解铜﹑锰置于工频电炉内，加热至950度-1050度，熔炼3-4小时，待完全熔化后保温至1000度，保温时间为1-2小时；
ii.添加锌于铜-锰合金熔液中，并升温至1100度，熔炼1-2小时之后再次保温0.5-1小时；
iii.用光谱仪炉内样品进行成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；
iv.将检验合格的熔液按照预定的尺寸进行铸锭，铸造温度为950-1000度；锭材尺寸根据下一步挤压的尺寸而确定，长宽高范围在100-500mm之间；
v.热处理，将合金锭放置在敞开式退火炉中，温度为200-250度，时间为30-50分钟；
vi.锻打成型，对退火完成的铸锭的XYZ三方反复锻打三遍，调质处理，达到最佳的韧度和硬度；
vii.包装入库。
7.根据权利要求6所述的锻造而成的具有优越塑性的合金锭的制造方法，其特征在于，步骤iii.中的光谱仪为斯派克直读光谱仪。
8.根据权利要求6所述的锻造而成的具有优越塑性的合金锭的制造方法，其特征在于，步骤iii.的成分检验次数为三次。
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