CN105483430A - 一种高强度高过滤通量铜合金材料的制备方法 - Google Patents

一种高强度高过滤通量铜合金材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高强度高过滤通量铜合金材料的制备方法，使用该方法能够获得高强度高过滤通量的铜合金材料。通过铜合金粉末原料的元素成分选择，结合三层片层坯的两次烧结工艺，明显改善铜合金材料的抗压强度，并保证了过滤器应用所需要的过滤孔径和过滤通量，解决了铜合金过滤器在复杂苛刻工况下的技术问题。

Description

一种高强度高过滤通量铜合金材料的制备方法
技术领域
本发明涉及铜合金材料领域，具体的说，是涉及一种高强度高过滤通量铜合金材料的制备方法。
背景技术
铜合金(copperalloy)以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。纯铜呈紫红色，又称紫铜，具有优良的导电性、导热性、延展性和耐蚀性。主要用于制作发电机、母线、电缆、开关装置、变压器等电工器材和热交换器、管道、太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。常用的铜合金分为黄铜、青铜、白铜3大类。
本发明属于铜合金材料领域，涉及一种广泛应用于化工、医药、发电、冶金和食品等工业领域的过滤器用铜合金材料的生产方法，该铜合金材料尤其适应于对化工行业气体过滤、冶金行业烟气净化处理、石油化工催化剂的过滤和回收等。
采用球形金属粉末制取多孔材料时，粉末颗粒间所构成的孔径大小、渗透性能与粉末颗粒直径间关系尤为重要。为了使待净化气体能够达到高精度过滤的目的，可以选用细粒级粉末，但要提高过滤效率，达到较大的流量，则应选用粗粒级粉末。因此，要达到较佳的综合性能，仅采取常规工艺是十分困难的。目前通常采用金属过滤器和陶瓷过滤器，然而陶瓷管形式的过滤器由于自身的脆性和抗热震能力低，导致只能应用在低温条件下实用，本身也容易损坏，且生产困难，价格高昂。金属粉末管过滤器尽管在使用温度上大大提高，但也同样存在承受压力低的缺点。在石化、钢铁行业应用领域由于过滤器都工作在高压和高温环境中，经常出现部分过滤器破裂情况，从而导致整套过滤系统的失效，给生产带来巨大的损失，因此，如何在保证过滤通量的前提下提高抗压强度是有待进一步解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强度高过滤通量铜合金材料的制备方法，使用该方法能够获得高强度高过滤通量的铜合金材料。本发明采用的技术方案是：过滤器用铜合金材料成品包含以下元素组成：C：0.50-1.50％，Si：0.25-0.45％，Ni：5.50-9.50％，Zr：2.00-2.50％，Hf：0.10-0.20％，Mn：2.50-3.00％，Sn：1.50-1.70％，In：0.80-1.20％，Fe：1.80-2.50％，Mo：0.15-0.25％，Zn：5.50-6.50％，余量为Cu，上述百分比为质量百分比。过滤器用铜合金材料的制备方法包括以下步骤：粉体混料、制备片层坯、真空烧结和高温烧结步骤。
粉体混料步骤为：先将铜合金粉末原料进行球磨至粒度为100目以下，然后在混料设备中混合1～1.5小时取出，将混合后的粉末再次进行球磨，并筛选出粒度为55-75μm的铜合金粉体。
制备片层坯步骤为：取一定量的所述粒度为55-75μm的铜合金粉体，通过流延机得到厚度为1～2mm片层坯I；取相应适应量的粒径为200～250目的纯铜金属粉末，在所述片层坯I的基础上通过流延机得到厚度为2～3mm片层坯II；再取适应量的所述粒度为55-75μm的铜合金粉体，在所述片层坯II的基础上通过流延机得到厚度为2.5～3mm片层坯III。
真空烧结步骤为：将所述片层坯III置于500～600℃的真空炉进行真空烧结，保温时间为1～1.5h，真空度为1.0×10-3～10-4Pa。
高温烧结步骤为：将所述真空烧结后的半成品冷却到室温后，放入高温箱式电阻炉中，以20～30℃/min的加热速度升温至1000～1100℃，保温0.5～1h，随炉冷却即可获得所述过滤器用铜合金材料成品。
高强度高过滤通量铜合金材料成品的抗压强度为750～850MPa，最大孔径为30～50μm。
优选地，铜合金材料成品包含以下元素组成：C：0.50％，Si：0.25％，Ni：7.50％，Zr：2.00％，Hf：0.10％，Mn：2.50％，Sn：1.60％，In：1.00％，Fe：2.50％，Mo：0.15％，Zn：5.50％，余量为Cu。
本发明的优点是：通过铜合金粉末原料的元素成分选择，结合三层片层坯的两次烧结工艺，明显改善了铜合金材料的抗压强度，并保证了过滤器应用所需要的过滤孔径和过滤通量，解决了铜合金过滤器在复杂苛刻工况下的技术问题。
具体实施方式
下面结合实施例和对比例对本发明进一步详细说明。
实施例1：
高强度高过滤通量铜合金材料成品包含以下元素组成：C：0.50％，Si：0.25％，Ni：7.50％，Zr：2.00％，Hf：0.10％，Mn：2.50％，Sn：1.60％，In：1.00％，Fe：2.50％，Mo：0.15％，Zn：5.50％，余量为Cu，上述百分比为质量百分比。过滤器用铜合金材料的制备方法包括以下步骤：粉体混料、制备片层坯、真空烧结和高温烧结步骤。粉体混料步骤为：先将铜合金粉末原料进行球磨至粒度为100目以下，然后在混料设备中混合1小时取出，将混合后的粉末再次进行球磨，并筛选出粒度为55μm的铜合金粉体。制备片层坯步骤为：取一定量的所述粒度为55μm的铜合金粉体，通过流延机得到厚度为1mm片层坯I；取相应适应量的粒径为200目的纯铜金属粉末，在所述片层坯I的基础上通过流延机得到厚度为2mm片层坯II；再取适应量的所述粒度为55μm的铜合金粉体，在所述片层坯II的基础上通过流延机得到厚度为2.5mm片层坯III。真空烧结步骤为：将所述片层坯III置于500℃的真空炉进行真空烧结，保温时间为1.5h，真空度为1.0×10-3pa。高温烧结步骤为：将所述真空烧结后的半成品冷却到室温后，放入高温箱式电阻炉中，以30℃/min的加热速度升温至1100℃，保温0.5h，随炉冷却即可获得所述过滤器用铜合金材料成品。铜合金材料成品的抗压强度为850MPa，最大孔径为40μm。
实施例2：
过滤器用铜合金材料成品包含以下元素组成：C：1.50％，Si：0.45％，Ni：9.50％，Zr：2.50％，Hf：0.10％，Mn.2.80％，Sn.1.50％，In：0.80％，Fe：1.80％，Mo：0.15％，Zn：6.50％,余量为Cu，上述百分比为质量百分比。过滤器用铜合金材料的制备方法包括以下步骤：粉体混料、制备片层坯、真空烧结和高温烧结步骤。粉体混料步骤为：先将铜合金粉末原料进行球磨至粒度为100目以下，然后在混料设备中混合1.5小时取出，将混合后的粉末再次进行球磨，并筛选出粒度为75μm的铜合金粉体。制备片层坯步骤为：取一定量的所述粒度为75μm的铜合金粉体，通过流延机得到厚度为2mm片层坯I；取相应适应量的粒径为250目的纯铜金属粉末，在所述片层坯I的基础上通过流延机得到厚度为2.5mm片层坯II；再取适应量的所述粒度为75μm的铜合金粉体，在所述片层坯II的基础上通过流延机得到厚度为3mm片层坯III。真空烧结步骤为：将所述片层坯III置于500℃的真空炉进行真空烧结，保温时间为1h，真空度为1.0×10-4Pa。高温烧结步骤为：将所述真空烧结后的半成品冷却到室温后，放入高温箱式电阻炉中，以20℃/min的加热速度升温至1000℃，保温1h，随炉冷却即可获得所述过滤器用铜合金材料成品。铜合金材料成品的抗压强度为750MPa，最大孔径为50μm。
实施例3：
过滤器用铜合金材料成品包含以下元素组成：C：0.80％，Si：0.35％，Ni：8.50％，Zr：2.30％，Hf：0.15％，Mn：2.50％，Sn：1.70％，In：1.10％，Fe：2.20％，Mo：0.25％，Zn：5.80％，余量为Cu，上述百分比为质量百分比。过滤器用铜合金材料的制备方法包括以下步骤：粉体混料、制备片层坯、真空烧结和高温烧结步骤。粉体混料步骤为：先将铜合金粉末原料进行球磨至粒度为100目以下，然后在混料设备中混合1小时取出，将混合后的粉末再次进行球磨，并筛选出粒度为65μm的铜合金粉体。制备片层坯步骤为：取一定量的所述粒度为65μm的铜合金粉体，通过流延机得到厚度为1mm片层坯I；取相应适应量的粒径为200目的纯铜金属粉末，在所述片层坯I的基础上通过流延机得到厚度为2mm片层坯II；再取适应量的所述粒度为65μm的铜合金粉体，在所述片层坯II的基础上通过流延机得到厚度为3mm片层坯III。真空烧结步骤为：将所述片层坯III置于550℃的真空炉进行真空烧结，保温时间为1.5h，真空度为1.0×10-3Pa。高温烧结步骤为：将所述真空烧结后的半成品冷却到室温后，放入高温箱式电阻炉中，以20～30℃/min的加热速度升温至1050℃，保温1h，随炉冷却即可获得所述过滤器用铜合金材料成品。铜合金材料成品的抗压强度为780MPa，最大孔径为30μm。
对比例1：
将其他元素成分或含量的铜合金粉末原料，采用同样的工艺步骤制备后，所得到的铜合金产品的抗压强度最高仅为600MPa。
对比例2：
将元素成分和含量与实施例1相同的铜合金，采用其他烧结方式或工艺参数制备时，其所得到的铜合金产品的抗拉强度最高只有500MPa，最大孔径也会出现低于20μm的情况。
由实施例1-3和对比例1和2可以看出，通过本发明的制备方法，采用有针对性的铜合金粉末原料的元素成分选择，结合三层片层坯的两次烧结工艺，明显改善了铜合金材料的抗压强度，并保证了过滤器应用所需要的过滤孔径和过滤通量，解决了铜合金过滤器在复杂苛刻工况下的技术问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高强度高过滤通量铜合金材料的制备方法，其特征在于：其中，所述铜合金材料成品包含以下元素组成：C：0.50-1.50％，Si：0.25-0.45％，Ni：5.50-9.50％，Zr：2.00-2.50％，Hf：0.10-0.20％，Mn：2.50-3.00％，Sn：1.50-1.70％，In：0.80-1.20％，Fe：1.80-2.50％，Mo：0.15-0.25％，Zn：5.50-6.50％，余量为Cu，上述百分比为质量百分比；所述制备方法包括以下步骤：粉体混料、制备片层坯、真空烧结和高温烧结步骤。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述粉体混料步骤为：先将铜合金粉末原料进行球磨至粒度为100目以下，然后在混料设备中混合1～1.5小时取出，将混合后的粉末再次进行球磨，并筛选出粒度为55-75μm的铜合金粉体。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述制备片层坯步骤为：取一定量的所述粒度为55-75μm的铜合金粉体，通过流延机得到厚度为1～2mm片层坯I；取相应适应量的粒径为200～250目的纯铜金属粉末，在所述片层坯I的基础上通过流延机得到厚度为2～3mm片层坯II；再取适应量的所述粒度为55-75μm的铜合金粉体，在所述片层坯II的基础上通过流延机得到厚度为2.5～3mm片层坯III。
4.根据权利要求1所述的铜合金材料，其特征在于：所述真空烧结步骤为：将所述片层坯III置于500～600℃的真空炉进行真空烧结，保温时间为1～1.5h，真空度为1.0×10-3～10-4Pa。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述高温烧结步骤为：将所述真空烧结后的半成品冷却到室温后，放入高温箱式电阻炉中，以20～30℃/min的加热速度升温至1000～1100℃，保温0.5～1h，随炉冷却即可获得所述高强度高过滤通量铜合金材料成品。
6.根据权利要求1至5所述的制备方法，其特征在于：所述铜合金材料成品的抗压强度为750～850MPa，最大孔径为30～50μm。
7.根据权利要求1至7所述的制备方法，其特征在于：所述铜合金材料成品包含以下元素组成：C：0.50％，Si：0.25％，Ni：7.50％，Zr：2.00％，Hf：0.10％，Mn：2.50％，Sn：1.60％，In：1.00％，Fe：2.50％，Mo：0.15％，Zn：5.50％，余量为Cu。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1143685A (zh) * 1995-02-17 1997-02-26 丰田自动车株式会社 耐磨铜基合金
JP2005133130A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Sanyo Special Steel Co Ltd 摺動部材用Ｃｕ基合金
JP2005297051A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Sanyo Special Steel Co Ltd クラッド性および耐摩耗性に優れた肉盛用銅合金粉末およびそれを用いたバルブシート
JP2007531824A (ja) * 2004-04-05 2007-11-08 スイスメタル−ユエムエス・ユジン・メタルリュルジク・スイス・エスア 切削可能な鉛含有Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1143685A (zh) * 1995-02-17 1997-02-26 丰田自动车株式会社 耐磨铜基合金
JP2005133130A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Sanyo Special Steel Co Ltd 摺動部材用Ｃｕ基合金
JP2007531824A (ja) * 2004-04-05 2007-11-08 スイスメタル−ユエムエス・ユジン・メタルリュルジク・スイス・エスア 切削可能な鉛含有Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金及びその製造方法
JP2005297051A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Sanyo Special Steel Co Ltd クラッド性および耐摩耗性に優れた肉盛用銅合金粉末およびそれを用いたバルブシート

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