CN104480345A - 耐磨挤压精密铜合金棒材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耐磨挤压精密铜合金材料，所述铜合金材料由如下重量百分含量的组分组成：铜57％～61％、锌34％～36％、铅1.5％～2.5％、锰1.5％～3.5％、硅0.1％～2％、锡0.1％～0.5％、铝0.05％～0.15％、铁0.05％～0.35％、镍0.1％～0.3％、锑≤0.01％、铋≤0.02％；用本发明所述的铜合金材料制备的耐磨挤压精密铜合金棒材具有：耐磨、耐腐蚀、高致密、高强度、易切削的性能与特征。

Description

耐磨挤压精密铜合金棒材及其制备方法

(一)技术领域

本发明属于有色金属制造领域，具体涉及一种耐磨挤压精密铜合金棒材及其制备方法。

(二)背景技术

耐磨挤压精密铜合金棒材是一种抗耐磨、高致密、高强度、耐腐蚀、易切削产品功能产品的铜材。具有科技含量高，市场应用范围广泛，市场需求量大，在水暖卫浴、船用、阀门、通讯、汽车、空调、印刷、合金轴瓦、燃气灶具等行业得到广泛应用。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种由耐磨挤压精密铜合金材料制备的棒材，以及所述棒材的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐磨挤压精密铜合金材料，所述铜合金材料由如下重量百分含量的组分组成：铜57％～61％、锌34％～36％、铅1.5％～2.5％、锰1.5％～3.5％、硅0.1％～2％、锡0.1％～0.5％、铝0.05％～0.15％、铁0.05％～0.35％、镍0.1％～0.3％、锑≤0.01％、铋≤0.02％。

优选所述铜合金材料由如下重量百分含量的组分组成：铜58％～60％、锌34.5％～35.5％、铅1.5％～2％、锰1.5％～2.5％、硅0.5％～1.5％、锡0.2％～0.4％、铝0.05％～0.1％、铁0.05％～0.15％、镍0.15％～0.25％、锑0.003％～0.005％、铋0.001％～0.003％。

本发明还提供了一种耐磨挤压精密铜合金棒材，所述棒材用所述的耐磨挤压精密铜合金材料制成。

所述的耐磨挤压精密铜合金棒材的制备方法为：

(a)备料：按照本发明所述铜合金材料的组分配比：铜57％～61％、锌34％～36％、铅1.5％～2.5％、锰1.5％～3.5％、硅0.1％～2％、锡0.1％～0.5％、铝0.05％～0.15％、铁0.05％～0.35％、镍0.1％～0.3％、锑≤0.01％、铋≤0.02％，

准备原料黄杂铜、锌、锰、硅；其中，黄杂铜中含有组分铜、锌、铅、锰、硅、锡、铝、铁、镍、锑、铋，通过检测获得黄杂铜中各组分的含量后，在原料中补加锌、锰、硅以满足所述铜合金材料的组分配比；

(b)熔炼：将各原料放入工频感应炉中，升温，控制熔炼温度为1100～1200℃，经3～4小时熔炼，同时，在熔炼过程中通过高温喷火后保温静置、捞渣方式不断去除各类杂质；

(c)铸锭：采用连铸技术，得到铜合金铸锭；

(d)加热挤压：将所得铜合金铸锭放入加热炉，经天然气燃烧加热至700～730℃，挤压机挤压轴在主柱塞的推动下，经挤压垫压向铸锭胚料，当挤压杆前进把铸锭胚料推入挤压筒直到模口时，转为30～40MM/S慢速挤压，铸锭胚料处于受三向应力状态，产生塑性变形，当所受的应力达到4500～6000KN时，铸锭胚料便从模孔中挤出，形成挤压制品；

(e)拉伸：通过拉伸得到直径为12～40mm的棒材；拉伸使得铜材中的高分子链沿外作用力方向进行取向排列，从而达到改善铜材结构和铜材力学性能的目的；

(f)矫直：通过辊式矫直机对棒材的形状缺陷进行矫正；

(d)定尺：根据需求定制所需棒材的长度尺寸；

(g)倒角：去除棒材上因机加工产生的毛刺，即得耐磨挤压精密铜合金棒材成品。

制备得到耐磨挤压精密铜合金棒材成品后，经检验成品的质量，将合格的铜合金棒材成品精细整理，包装入库。

本发明的创新点及关键技术在于：1)采用新型的工艺配料，加强了铜合金棒材抗耐磨的特性；2)采用800T反向挤压机来提高精密铜棒的高致密、高强度、易切削的产品特性；3)在棒材生产过程中，还采用了以下所述的一系列技术，如采用变频节能技术，天然气加热技术和波段式加热技术；4)挤压线材收取采用整盘收取，收取直条采用步进式平移生产方式，减少表面碰伤，使成品合格率大幅提高。

本发明耐磨挤压精密铜合金棒材主要的性能与特征：耐磨、耐腐蚀、高致密、高强度、易切削。

(四)具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1

耐磨挤压精密铜合金棒材的制备方法为：

(a)备料：准备原料黄杂铜、锌、锰、硅；

(b)熔炼：按照配比，将原料4220kg黄杂铜、160kg锌、3kg锰、3kg硅放入320KW的5T工频感应炉中，升温，控制熔炼温度为1150℃，经3小时熔炼，同时，在熔炼过程中通过高温喷火后，加入清渣剂，用保温静置捞渣方式不断去除各类杂质，最后铜水取样，经QSN750金属分析仪分析铜样，对各成分的含量做出精确分析，期间若有成分部分不合要求，则加入适量电解铜修正成品指标，直至光谱分析后各成分含量全部合格；

(c)铸锭：对采样合格的铜水采用连铸技术，通过引锭机得到铜合金铸锭；

(d)加热挤压：将所得铜合金铸锭放入加热炉，经天然气燃烧加热至700℃后转至挤压机，挤压轴在主柱塞的推动下，经挤压垫压向铸锭胚料，当挤压杆前进把铸锭胚料推入挤压筒直到模口时，转为30MM/S慢速挤压，铸锭胚料处于受三向应力状态，产生塑性变形，当所受的应力达到5500KN时，铸锭胚料便从模孔中挤出，形成挤压制品；

(e)拉伸：通过拉伸得到直径为40mm的棒材；拉伸使得铜材中的高分子链沿外作用力方向进行取向排列，从而达到改善铜材结构和铜材力学性能的目的；

(f)矫直：通过辊式矫直机对棒材的形状缺陷进行矫正；

(d)定尺：定制棒材的长度尺寸为4m；

(g)倒角：去除棒材上因机加工产生的毛刺，即得耐磨挤压精密铜合金棒材成品。

制备得到耐磨挤压精密铜合金棒材成品后，经检验成品的质量，将合格的铜合金棒材成品精细整理，包装入库。

Claims (4)

1.一种耐磨挤压精密铜合金材料，其特征在于，所述铜合金材料由如下重量百分含量的组分组成：铜57％～61％、锌34％～36％、铅1.5％～2.5％、锰1.5％～3.5％、硅0.1％～2％、锡0.1％～0.5％、铝0.05％～0.15％、铁0.05％～0.35％、镍0.1％～0.3％、锑≤0.01％、铋≤0.02％。

2.如权利要求1所述的耐磨挤压精密铜合金材料，其特征在于，所述铜合金材料由如下重量百分含量的组分组成：铜58％～60％、锌34.5％～35.5％、铅1.5％～2％、锰1.5％～2.5％、硅0.5％～1.5％、锡0.2％～0.4％、铝0.05％～0.1％、铁0.05％～0.15％、镍0.15％～0.25％、锑0.003％～0.005％、铋0.001％～0.003％。

3.一种耐磨挤压精密铜合金棒材，其特征在于，所述棒材用权利要求1或2所述的耐磨挤压精密铜合金材料制成。

4.如权利要求3所述的耐磨挤压精密铜合金棒材的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：

(a)备料：按照铜合金材料的组分配比：铜57％～61％、锌34％～36％、铅1.5％～2.5％、锰1.5％～3.5％、硅0.1％～2％、锡0.1％～0.5％、铝0.05％～0.15％、铁0.05％～0.35％、镍0.1％～0.3％、锑≤0.01％、铋≤0.02％，

准备原料黄杂铜、锌、锰、硅；其中，黄杂铜中含有组分铜、锌、铅、锰、硅、锡、铝、铁、镍、锑、铋，通过检测获得黄杂铜中各组分的含量后，在原料中补加锌、锰、硅以满足所述铜合金材料的组分配比；

(b)熔炼：将各原料放入工频感应炉中，升温，控制熔炼温度为1100～1200℃，经3～4小时熔炼，同时，在熔炼过程中通过高温喷火后保温静置、捞渣方式不断去除各类杂质；

(c)铸锭：采用连铸技术，得到铜合金铸锭；

(d)加热挤压：将所得铜合金铸锭放入加热炉，经天然气燃烧加热至700～730℃，挤压机挤压轴在主柱塞的推动下，经挤压垫压向铸锭胚料，当挤压杆把铸锭胚料推入挤压筒直到模口时，转为慢速30～40MM/S挤压，铸锭胚料处于受三向应力状态，产生塑性变形，当所受的应力达到4500～6000KN时，铸锭胚料便从模孔中挤出，形成挤压制品；

(e)拉伸：通过拉伸得到直径为12～40mm的棒材；

(f)矫直：通过辊式矫直机对棒材的形状缺陷进行矫正；

(d)定尺：根据需求定制所需棒材的长度尺寸；

(g)倒角：去除棒材上因机加工产生的毛刺，即得耐磨挤压精密铜合金棒材成品。