CN104046817A - 一种汽车工业用高性能铜合金线的制备方法 - Google Patents

一种汽车工业用高性能铜合金线的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车工业用高性能铜合金线的制备方法，其各元素成分的重量百分比如下：Zn3.5-5.5、Cr1.2-1.8、Mg0.7-1.3、Sn0.6-0.9、Ti0.3-0.5、Mo0.25-0.35、Pt0.05-0.15、Bi0.04-0.08、Te0.03-0.05、Si0.02-0.03、Zr0.015-0.025、Y0.02-0.03、Nd0.015-0.025、Dy0.01-0.02、P0.005-0.01，余量为铜及不可避免的杂质。本发明制得的铜合金线综合性能优异，机械强度高，塑性好，韧性高，具有优良的耐疲劳性、耐磨性、耐腐蚀性、导热性、导电性、切削加工性、焊接性能等，且生产工艺简单，成本低，效率高且易控制，可实现自动化大规模生产，具有良好的工业前景。

Description

一种汽车工业用高性能铜合金线的制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车工业用高性能铜合金线的制备方法，属于铜合金制造技术领域。
背景技术
随着我国国民经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高，汽车工业对铜合金线的需求不断增长，性能也越来越严格。然而市场上铜合金线的强度、导电性、导热性、耐磨性、耐腐蚀等性能越来越满足不了日益发展的现代汽车工业需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车工业用高性能铜合金线的制备方法，提高铜合金线的综合性能，以满足市场需求。
本发明采用的技术方案如下：
    一种汽车工业用高性能铜合金线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1220-1260℃下熔化，然后升温至1250-1300℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1240-1280℃加入精炼剂精炼20-30min，扒渣后保温15-25min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Zn 3.5-5.5、Cr 1.2-1.8、Mg 0.7-1.3、Sn 0.6-0.9、Ti 0.3-0.5、Mo 0.25-0.35、Pt 0.05-0.15、Bi 0.04-0.08、Te 0.03-0.05、Si 0.02-0.03、Zr 0.015-0.025、Y 0.02-0.03、Nd 0.015-0.025、Dy 0.01-0.02、P 0.005-0.01，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）铜合金液温度调整至1230-1260℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以150-180℃/h速率升温至320-360℃,保温3-6h，再以速率100-120℃/h升温至550-580℃,保温2-3h；然后以140-160℃/h速率降温至220-240℃，保温4-8h，再以120-150℃/h速率升温至540-560℃，保温3-4h，再以180-220℃/h速率升温至890-920℃，保温1-2h；然后以160-190℃/h速率降温至610-640℃，保温3-4h，再以100-120℃/h速率降温至280-320℃，保温4-6h，再用0-3℃冰盐水淬火至130-150℃，然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线；
    （3）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以80-90℃/h速率升温至180-220℃，保温3-5h，再以40-50℃/h速率降温至80-90℃，保温5-10h，再以100-120℃/h速率升温至260-300℃，保温3-4h，再以65-85℃/h速率升温至420-440℃，保温1-2h；然后以120-160℃/h速率降温至160-190℃，空冷至室温即可。
所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：蛭石 2-3、高岭土 4-6、光卤石 3-5、氟化钙 2-3、锰矿渣 3-6、氟钛酸钾 2-4、明矾粉 1.5-2.5、冰晶石粉 2-3、纳米氮化硅 1-2、氯化钾 3-4、硅烷偶联剂KH-550 1-2；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520-550℃下煅烧2-4h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成45-55%的浆液，然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.0，2000-3000rpm高速研磨20-30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
本发明的有益效果：
本发明制得的铜合金线综合性能优异，机械强度高，塑性好，韧性高，具有优良的耐疲劳性、耐磨性、耐腐蚀性、导热性、导电性、切削加工性、焊接性能等，且生产工艺简单，成本低，效率高且易控制，可实现自动化大规模生产，具有良好的工业前景。
具体实施方式     
 一种汽车工业用高性能铜合金线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1240℃下熔化，然后升温至1280℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1260℃加入精炼剂精炼25min，扒渣后保温20min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Zn 3.5-5.5、Cr 1.2-1.8、Mg 0.7-1.3、Sn 0.6-0.9、Ti 0.3-0.5、Mo 0.25-0.35、Pt 0.05-0.15、Bi 0.04-0.08、Te 0.03-0.05、Si 0.02-0.03、Zr 0.015-0.025、Y 0.02-0.03、Nd 0.015-0.025、Dy 0.01-0.02、P 0.005-0.01，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）铜合金液温度调整至1250℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以160℃/h速率升温至330℃,保温4h，再以速率120℃/h升温至570℃,保温2h；然后以150℃/h速率降温至230℃，保温6h，再以130℃/h速率升温至550℃，保温3h，再以200℃/h速率升温至920℃，保温1h；然后以180℃/h速率降温至620℃，保温3h，再以120℃/h速率降温至305℃，保温5h，再用0℃冰盐水淬火至140℃，然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线；
    （3）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以90℃/h速率升温至210℃，保温4h，再以50℃/h速率降温至90℃，保温6h，再以120℃/h速率升温至280℃，保温3h，再以70℃/h速率升温至430℃，保温1h；然后以140℃/h速率降温至170℃，空冷至室温即可。
所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量（kg）的原料：蛭石3、高岭土 5、光卤石3、氟化钙 3、锰矿渣 5、氟钛酸钾 3、明矾粉 2、冰晶石粉 2、纳米氮化硅 1.5、氯化钾 3、硅烷偶联剂KH-550 1.5；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入550℃下煅烧2h，取出粉碎过300目筛；加水打浆制成50%的浆液，然后加浓度为15%的盐酸溶液调节浆液PH=5.0，3000rpm高速研磨25min，用浓度为18%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，2000rpm高速搅拌7min，烘干，粉碎，过300目筛即可。
    制得的铜合金线经检验，其主要性能为：抗拉强度507Mpa，屈服强度为414Mpa，延伸率24%，导电率IACS（20℃）92%。

Claims (2)

1.一种汽车工业用高性能铜合金线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1220-1260℃下熔化，然后升温至1250-1300℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1240-1280℃加入精炼剂精炼20-30min，扒渣后保温15-25min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Zn 3.5-5.5、Cr 1.2-1.8、Mg 0.7-1.3、Sn 0.6-0.9、Ti 0.3-0.5、Mo 0.25-0.35、Pt 0.05-0.15、Bi 0.04-0.08、Te 0.03-0.05、Si 0.02-0.03、Zr 0.015-0.025、Y 0.02-0.03、Nd 0.015-0.025、Dy 0.01-0.02、P 0.005-0.01，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）铜合金液温度调整至1230-1260℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以150-180℃/h速率升温至320-360℃,保温3-6h，再以速率100-120℃/h升温至550-580℃,保温2-3h；然后以140-160℃/h速率降温至220-240℃，保温4-8h，再以120-150℃/h速率升温至540-560℃，保温3-4h，再以180-220℃/h速率升温至890-920℃，保温1-2h；然后以160-190℃/h速率降温至610-640℃，保温3-4h，再以100-120℃/h速率降温至280-320℃，保温4-6h，再用0-3℃冰盐水淬火至130-150℃，然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线；
将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以80-90℃/h速率升温至180-220℃，保温3-5h，再以40-50℃/h速率降温至80-90℃，保温5-10h，再以100-120℃/h速率升温至260-300℃，保温3-4h，再以65-85℃/h速率升温至420-440℃，保温1-2h；然后以120-160℃/h速率降温至160-190℃，空冷至室温即可。
2.根据权利要求1所述的一种汽车工业用高性能铜合金线的制备方法，其特征在于，所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：蛭石 2-3、高岭土 4-6、光卤石 3-5、氟化钙 2-3、锰矿渣 3-6、氟钛酸钾 2-4、明矾粉 1.5-2.5、冰晶石粉 2-3、纳米氮化硅 1-2、氯化钾 3-4、硅烷偶联剂KH-550 1-2；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520-550℃下煅烧2-4h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成45-55%的浆液，然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.0，2000-3000rpm高速研磨20-30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
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