CN104131239B - 一种电缆用铜镍合金钢及其制造方法 - Google Patents

一种电缆用铜镍合金钢及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电缆用铜镍合金钢及其制造方法,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.8-1.5%、硅0.48-0.5%、锰0.03-0.05%、镍0.03-0.04%、铬0.05-0.06%、钼0.02-0.04%、铜0.43-0.56%、锂0.021-0.043%、铼0.045-0.063%、钌0.0023-0.0032%、锆0.05-0.065%、硫0.035-0.048%、磷0.02-0.045%、余量为铁;本发明采用低合金原则,通过改变合金钢材料的配比,适当减小硅锰的含量,增大铜、镍的含量,并且适度添加锂、铼、钌和锆等稀有金属元素,改善了材料的金相结构和铸态组织,增强了材料的致密性和促成基体结合,有效的提高了高温抗氧化性和耐腐蚀性,并细化合金晶粒,提高了耐高温强度。

Description

一种电缆用铜镍合金钢及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种合金钢及其制造方法,特别涉及一种电缆用铜镍合金钢的制造方法。
背景技术
目前为止,虽然合金钢技术得到很大发展,适用于各行各业中,但是,仍有很多问题存在,如耐磨度、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性、成本等不能兼顾,在很多场合还不能满足生产的要求,还需要进一步改进,以提高生产效率,降低成本,提高安全性,为高精尖技术发展提供保障,为社会发展提供动力,任务还很艰巨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电缆用铜镍合金钢的制造方法。
本发明采用如下技术方案:
电缆用铜镍合金钢,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.8-1.5%、硅0.48-0.5%、锰0.03-0.05%、镍0.03-0.04%、铬0.05-0.06%、钼0.02-0.04%、铜0.43-0.56%、锂0.021-0.043%、铼0.045-0.063%、钌0.0023-0.0032%、锆0.05-0.065%、硫0.035-0.048%、磷0.02-0.045%、余量为铁。
电缆用铜镍合金钢的制造方法,包括以下步骤:
(1)将废钢、铬铁在电炉中熔化,钢水熔清后加入硅铁、锰铁,控制碳含量达到要求,炉前调整成分合格后,将熔体温度升高至1560-1620℃,加入硅质页岩粉末进行预脱氧,加入蛭石粉终脱氧;
(2)按化学元素成分的质量百分比称取氧化钼、氧化锂、氧化锆和氧化钌;充分混合均匀,然后在800-1000MPa的压力下进行压粉成形,然后在1250-1420℃的温度下进行烧结,将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛,备用;
(3)按化学元素成分的质量百分比称取镍粉和铜粉,加入适量无水乙醇,研磨粉碎,在3000-4000转/分下搅拌混和时间为1-2小时后,在1400—1550℃的高温下进行熔化,待完全熔化并成分均匀后,冷却至室温,将其破碎为10-15mm的颗粒;
(4)将步骤(2)、(3)的混合粉末加入步骤(1)中,熔融搅拌混合后,再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素,在1300-1350℃温度下保温20-30分钟,然后取样,分析成分后,调整成分,熔化25-35min,铸造成型,出钢温度为1270-1330℃。
(5)热处理:将步骤(4)出钢后的铸件加热至950-1100℃保温2-4小时进行热处理,使其硬化以形成亚稳奥氏体,然后进行空冷到室温。
本发明的有益效果:
本发明采用低合金原则,通过改变合金钢材料的配比,适当减小硅锰的含量,增大铜、镍的含量,并且适度添加锂、铼、钌和锆等稀有金属元素,改善了材料的金相结构和铸态组织,增强了材料的致密性和促成基体结合,有效的提高了高温抗氧化性和耐腐蚀性,并细化合金晶粒,提高了耐高温强度。
具体实施方式
实施例1:电缆用铜镍合金钢,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳1.2%、硅0.49%、锰0.04%、镍0.035%、铬0.055%、钼0.03%、铜0.5%、锂0.035%、铼0.055%、钌0.0029%、锆0.057%、硫0.043%、磷0.033%、余量为铁。
电缆用铜镍合金钢的制造方法,包括以下步骤:
(1)将废钢、铬铁在电炉中熔化,钢水熔清后加入硅铁、锰铁,控制碳含量达到要求,炉前调整成分合格后,将熔体温度升高至1580℃,加入硅质页岩粉末进行预脱氧,加入蛭石粉终脱氧;
(2)按化学元素成分的质量百分比称取氧化钼、氧化锂、氧化锆和氧化钌;充分混合均匀,然后在900MPa的压力下进行压粉成形,然后在1350℃的温度下进行烧结,将烧结后的物料粉碎后过400目筛,备用;
(3)按化学元素成分的质量百分比称取镍粉和铜粉,加入适量无水乙醇,研磨粉碎,在3500转/分下搅拌混和时间为1-2小时后,在1480℃的高温下进行熔化,待完全熔化并成分均匀后,冷却至室温,将其破碎为10-15mm的颗粒;
(4)将步骤(2)、(3)的混合粉末加入步骤(1)中,熔融搅拌混合后,再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素,在1320℃温度下保温25分钟,然后取样,分析成分后,调整成分,熔化30min,铸造成型,出钢温度为1300℃。
(5)热处理:将步骤(4)出钢后的铸件加热至1050℃保温3小时进行热处理,使其硬化以形成亚稳奥氏体,然后进行空冷到室温。
本发明制造的的合金钢材料试验数据:抗拉强度σb≥1257MPa;屈服强度σ0.2≥1094MPa;冲击吸收功56.2J,低温冲击韧性σku(-40℃)≥58.9J/cm2;硬度HRC51-55。

Claims (2)

1.一种电缆用铜镍合金钢,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.8-1.5%、硅0.48-0.5%、锰0.03-0.05%、镍0.03-0.04%、铬0.05-0.06%、钼0.02-0.04%、铜0.43-0.56%、锂0.021-0.043%、铼0.045-0.063%、钌0.0023-0.0032%、锆0.05-0.065%、硫0.035-0.048%、磷0.02-0.045%、余量为铁。
2.一种如权利要求1所述的电缆用铜镍合金钢的制造方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将废钢、铬铁在电炉中熔化,钢水熔清后加入硅铁、锰铁,控制碳含量达到要求,炉前调整成分合格后,将熔体温度升高至1560-1620℃,加入硅质页岩粉末进行预脱氧,加入蛭石粉终脱氧;
(2)按化学元素成分的质量百分比称取氧化钼、氧化锂、氧化锆和氧化钌;充分混合均匀,然后在800-1000MPa的压力下进行压粉成形,然后在1250-1420℃的温度下进行烧结,将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛,备用;
(3)按化学元素成分的质量百分比称取镍粉和铜粉,加入适量无水乙醇,研磨粉碎,在3000-4000转/分下搅拌混和时间为1-2小时后,在1400—1550℃的高温下进行熔化,待完全熔化并成分均匀后,冷却至室温,将其破碎为10-15mm的颗粒;
(4)将步骤(2)、(3)的混合粉末加入步骤(1)中,熔融搅拌混合后,再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素,在1300-1350℃温度下保温20-30分钟,然后取样,分析成分后,调整成分,熔化25-35min,铸造成型,出钢温度为1270-1330℃;
(5)热处理:将步骤(4)出钢后的铸件加热至950-1100℃保温2-4小时进行热处理,使其硬化以形成亚稳奥氏体,然后进行空冷到室温。
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