CN103882259B - 一种高导电锌铜合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种高导电锌铜合金材料及其制备方法 Download PDF

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一种高导电锌铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：银0.1-0.2、La0.2-0.5、Li0.005-0.008、Ce1.0-1.2、Pr0.02-0.05、铜21-25、硅2.7-2.9、锰1.7-1.9、余量为锌。本发明通过添加铜、硅、锰,不仅使得合金强度、硬度和冲击韧性大大提高，而且保持一定铸造性和可塑性；通过添加银、La、Li、Ce、Pr，使锌合金结晶组织变性,晶粒细化，硬度和耐磨性提高，同时提高了导电导热性；本发明合金光泽亮丽，可代替部分铜作为拉链、锁具的材料使用，性价比高。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。

Description

一种高导电锌铜合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种高导电锌铜合金材料及其制备方法。
背景技术
锌合金的性能优良，具有铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑；可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆、抛光、研磨等；熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模；有很好的常温机械性能和耐磨性等诸多优点。目前锌铜合金的铜含量较低，冲击韧性、硬度和强度较低，导电导热性较差，不能满足一些生产的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高导电锌铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有强度高、冲击韧性好、硬度高、光泽好的优点。
本发明的技术方案如下：
一种高导电锌铜合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：银0.1-0.2、La0.2-0.5、Li0.005-0.008、Ce1.0-1.2、Pr0.02-0.05、铜21-25、硅2.7-2.9、锰1.7-1.9、余量为锌。
所述的高导电锌铜合金材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.3-0.5比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铜；（2）硅、锰；（3）银、La；(4)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-23分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以190-210℃/小时速率升温至260-270℃，保温40-60分钟，再以190-210/小时速率升温至360-370℃，保温40-60分钟，再以190-210℃/小时速率升温至610-620℃，保温2-3小时；用80-90℃清水冷却至100-120℃，再自然冷却至室温；再以200-220℃/小时速率升温至260-270℃，保温40-60分钟，再以200-220℃/小时速率升温至380-400℃，保温40-60分钟，再以200-210℃/小时速率升温至610-625℃，保温2-3小时；用80-90℃清水冷却至100-120℃，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：粘土10-12、刚玉粉3-4、氮化铝5-6、高岭土8-10、天青石1-2、树木灰烬1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、萤石粉3-4、碳酸钙粉4-5、Bi2O32-3；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
本发明的有益效果
本发明通过添加铜、硅、锰,不仅使得合金强度、硬度和冲击韧性大大提高，而且保持一定铸造性和可塑性；通过添加银、La、Li、Ce、Pr，使锌合金结晶组织变性,晶粒细化，硬度和耐磨性提高，同时提高了导电导热性；本发明合金光泽亮丽，可代替部分铜作为拉链、锁具的材料使用，成本低，性价比高。通过合理控制铸后处理温度，分批投放原料，使用废锌作为原料，使得合金品质均一，提高了机械性能。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
具体实施方式
一种高导电锌铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：银0.1-0.2、La0.2-0.5、Li0.005-0.008、Ce1.0-1.2、Pr0.02-0.05、铜21-25、硅2.7-2.9、锰1.7-1.9、余量为锌。
所述的高导电锌铜合金材料的生产方法如下：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.4比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铜；（2）硅、锰；（3）银、La；(4)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以200℃/小时速率升温至265℃，保温50分钟，再以200/小时速率升温至365℃，保温50分钟，再以200℃/小时速率升温至615℃，保温2.5小时；用85℃清水冷却至110℃，再自然冷却至室温；再以210℃/小时速率升温至265℃，保温50分钟，再以210℃/小时速率升温至390℃，保温50分钟，再以205℃/小时速率升温至616℃，保温2.5小时；用85℃清水冷却至110℃，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成：粘土10、刚玉粉4、氮化铝5、高岭土8、天青石1、树木灰烬2、氢氧化铝8、玉石粉4、蒙脱石1、萤石粉4、碳酸钙粉4、Bi2O33；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
本实施例高导电锌铜合金材料，抗拉强度бb为325Mpa，硬度值HB为98，冲击韧性（J/cm2）41。

Claims (3)

1.一种高导电锌铜合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：银0.1-0.2、La0.2-0.5、Li0.005-0.008、Ce1.0-1.2、Pr0.02-0.05、铜21-25、硅2.7-2.9、锰1.7-1.9、余量为锌；
所述的高导电锌铜合金材料的生产方法：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.3-0.5比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铜；（2）硅、锰；（3）银、La；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-23分钟，投料后搅拌均匀；
所述的铸后热处理是：先由室温以190-210℃/小时速率升温至260-270℃，保温40-60分钟，再以190-210/小时速率升温至360-370℃，保温40-60分钟，再以190-210℃/小时速率升温至610-620℃，保温2-3小时；用80-90℃清水冷却至100-120℃，再自然冷却至室温；再以200-220℃/小时速率升温至260-270℃，保温40-60分钟，再以200-220℃/小时速率升温至380-400℃，保温40-60分钟，再以200-210℃/小时速率升温至610-625℃，保温2-3小时；用80-90℃清水冷却至100-120℃，取出空冷即得。
2.根据权利要求1所述的高导电锌铜合金材料，其特征在于：所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：粘土10-12、刚玉粉3-4、氮化铝5-6、高岭土8-10、天青石1-2、树木灰烬1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、萤石粉3-4、碳酸钙粉4-5、Bi2O32-3；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
3.根据权利要求1所述的高导电锌铜合金材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.3-0.5比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铜；（2）硅、锰；（3）银、La；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-23分钟，投料后搅拌均匀；
所述的铸后热处理是：先由室温以190-210℃/小时速率升温至260-270℃，保温40-60分钟，再以190-210/小时速率升温至360-370℃，保温40-60分钟，再以190-210℃/小时速率升温至610-620℃，保温2-3小时；用80-90℃清水冷却至100-120℃，再自然冷却至室温；再以200-220℃/小时速率升温至260-270℃，保温40-60分钟，再以200-220℃/小时速率升温至380-400℃，保温40-60分钟，再以200-210℃/小时速率升温至610-625℃，保温2-3小时；用80-90℃清水冷却至100-120℃，取出空冷即得。
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