CN107475560A - 一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，包括如下步骤：熔铸—热轧—铣面—粗轧—退火—清洗—中轧—第二次退火—第二次清洗—精轧—成品退火—矫直—酸洗钝化—分切等。所述的一种金黄色铜合金，包含铜、铝、镍、铁、铬、锡、锰、钴、铟、稀土镧等元素；本发明制备的合金达到了金黄色的效果，抗变色性能良好；同时该合金容易铸造，加工性能优异，可适用于造币、装饰等领域。

Description

一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及有色金属材料技术领域，尤其涉及一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法。
背景技术
黄金由于其光彩夺目，成为地位、财富的象征，是最理想、最受人们青睐的装饰和镶嵌珠宝的材料。随着生产力的发展，人类生活水平的提高，人们越来越追求丰富多彩的生活，黄金色的装饰和工艺品受到人们的极大青睐，对黄金的需求量随之增加。但黄金储量少，开采、冶炼难度大，价格相当昂贵。随着黄金的消耗量不断增加，黄金供需矛盾日益突出，把黄金大量用于装饰和工艺品制造行业极不现实。且随着近代人们消费意识的改变，黄金保值观念逐渐淡薄，人们日趋追求美观和丰富多彩的装饰效果。因而价格低廉、美观多样的新型仿金材料的开发与研制对满足装饰和工艺品行业的需求，缓解装饰用黄金供求的矛盾。仿金合金因其低廉的价格，较好的金色度，抗变色性和机械性能，满足了建筑装饰和工艺品制造行业的需求。仿金合金研究，主要以铜基仿金合金为主，铜基仿金合金主要分黄铜系和青铜系仿金合金。铜基仿金合金的原理是利用纯铜的赤红性，在合金化基础上使铜合金与金的反射率和波长关系尽量接近，而呈金黄色泽。黄铜基仿金材料是指黄铜或在其基础上添加其他元素所熔炼的合金，这类材料的颜色为金色透浅红色，长期使用合金颜色呈浅红色，抗变色性能一般，加工性能良好，适合制作项链等深拉，深冲制品。青铜基仿金材料主要是以铝青铜为基础合金，再添加锡，镍等元素熔炼而成。这类合金的颜色为金色透暗青色，长期使用变为暗青色，抗变色性能较好，加工性能一般，不易拉成细丝，适合于制作装饰用板件。
在青铜基仿金材料中，中国专利CN87102903A，CN88100404A 和日本专利JP89275730 和 JP89270707 提供的合金综合性能较好，日本的两种专利合金由于添加了高熔点的 Cr 且含量较高，合金的熔铸较为困难，中国专利CN88100404A专利合金中的 In是稀有金属，价格昂贵，资源少，大量推广应用有一定困难，目前仅用于制造首饰。中国专利CN87102903A是在专利DE3235833基础上开发的，由于添加了少量的稀土元素，改善了原合金的热塑性，材料的成本低，被用于制作手表表壳，灯具吊灯等器皿。
发明内容
为解决现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法。
利用本发明提供的技术方案生产的金黄色铜基仿金合金具有合金元素合理、原材料价格便宜、生产工艺简单、生产成本低、操作方便、金色度高、抗变色性能优异、环境友好的金黄色铜合金材料及其制备方法，以满足各种仿金材料中对高抗变色、金黄色铜合金的需求。为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种金黄色铜基仿金合金，它是由下述组分按质量百分比组成：铝含量6.5%~6.8%、镍含量3.5%、铁含量1.5%、铬含量0.5%、锡含量0.5%、锰含量0.5%、钴含量0.5%、铟含量0.1%、稀土镧含量0.1%，余量为铜。
所述的一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，它包括以下步骤：熔铸—热轧—铣面—粗轧—退火—清洗—中轧—第二次退火—第二次清洗—精轧—成品退火—矫直—酸洗钝化—分切等。
所述的熔铸时，熔炼温度为1160℃～1180℃，浇铸温度为1150℃～1160℃，熔炼原材料选用高纯阴极铜、铜镍中间合金、铜铁中间合金、铜铬中间合金、铜锰中间合金、铜钴中间合金、铜铟中间合金、铜稀土中间合金、纯锡、纯铝；采用碎玻璃和硼砂进行覆盖铜液表面，防止铜液吸气；其中碎玻璃和硼砂的比例为3：1；浇铸铸速度为60mm/min。
所述的热轧加热温度为850℃～900℃，终轧温度大于800℃，热轧后铜合金带材的厚度为11mm。
所述的铣面将铜带上下表面和侧边进行铣面；铜带上下表面铣削的厚度为0.5mm，侧边铣削的厚度为1.0mm；铣刀转速600～700r/min、铣刀直径为200mm、铜带铣削速度：6～8m/min、铣削后纵向厚度公差小于0.05mm、铣削后横向厚度公差小于0.03mm、铣削表面粗糙度小于1.0μm。
所述的粗轧采用铣面后的铜带进行多道次轧制，轧制道次加工率为36～50%，最后一个道次的道次加工率小于25%，轧制速度小于200m/min，粗轧后铜带的厚度为2.0mm。
所述的退火采用光亮退火设备对粗轧后的铜带进行退火；温度560℃，时间5h；采用20%H2+80%N2的混合气体作为保护气体。
所述的清洗将退火后的铜带进行清洗，采用20%氢氧化钠的碱液对铜带进行脱脂，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用300目的钢丝刷抛光和600目针刷进行精抛。
所述的中轧采用清洗后的铜带进行轧制，轧制道次加工率为20～35%，轧制速度小于200m/min，中轧后铜带的厚度为0.7~0.5mm。
所述的第二次退火采用光亮退火设备对粗轧后的铜带进行退火；温度550℃，时间5h；采用20%H2+80%N2的混合气体作为保护气体。
所述的第二次清洗将退火后的铜带进行清洗，采用20%氢氧化钠的碱液对铜带进行脱脂，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用300目的钢丝刷抛光和600目针刷进行精抛。
所述的精轧采用第二次清洗后的铜带进行一道次轧制，轧制速度小于150m/min，精轧后铜带的厚度为0.5~0.4mm。
所述的成品退火采用光亮退火设备对粗轧后的铜带进行退火；温度530℃，时间5h；采用20%H2+80%N2的混合气体作为保护气体，成品退火后铜带的晶粒尺寸为0.008~0.012mm，铜带的杯突值为9.5~11mm。
所述的矫直将对铜带进行板型矫直及控制，矫直的前张力控制在1.0-1.5KN，后张力控制在0.7-0.75KN，矫直后铜带的板型小于10I。
所述的酸洗钝化将矫直后的铜带进行清洗钝化，采用15%的氢氧化钠的碱液对铜带进行脱脂，脱脂储液箱采用油水分离技术，采用15%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用600目的针刷粗抛光和5000目3M刷进行精抛，抛光后经70℃～80℃、0 .3%～0 .5%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理。
所述的分切采用分切设备对铜带进行分切，分切的刀片间隙控制在0.05 mm，上下刀轴的压下量为0.1 mm，每米铜带的侧边弯曲度小于1.0mm，每米铜带的横向弯曲度小于0.1 mm，铜带扭曲度小于5°。
本发明的优点和效果如下：合理的选择元素及其含量，使合金达到金黄色的效果，抗变色性能良好；同时该合金容易铸造，加工性能优异，可适用于造币、装饰等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
所述的一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，它包括以下步骤：熔铸—热轧—铣面—粗轧—退火—清洗—中轧—第二次退火—第二次清洗—精轧—成品退火—矫直—酸洗钝化—分切等。
所述的一种金黄色铜基仿金合金，它是由下述组分按质量百分比组成：铝含量6.6%、镍含量3.5%、铁含量1.5%、铬含量0.5%、锡含量0.5%、锰含量0.5%、钴含量0.5%、铟含量0.1%、稀土镧含量0.1%，余量为铜。
所述的熔炼温度为1160℃，浇铸温度为1150℃，熔炼原材料选用高纯阴极铜、铜镍中间合金、铜铁中间合金、铜铬中间合金、铜锰中间合金、铜钴中间合金、铜铟中间合金、铜稀土中间合金、纯锡、纯铝；采用碎玻璃和硼砂进行覆盖铜液表面，防止铜液吸气；其中碎玻璃和硼砂的比例为3：1；浇铸铸速度为60mm/min。
所述的热轧加热温度为900℃，终轧温度大于800℃，热轧后铜合金带材的厚度为11mm。
所述的铣面将铜带上下表面和侧边进行铣面；铜带上下表面铣削的厚度为0.5mm，侧边铣削的厚度为1.0mm；铣刀转速600～700r/min、铣刀直径为200mm、铜带铣削速度：6～8m/min、铣削后纵向厚度公差小于0.05mm、铣削后横向厚度公差小于0.03mm、铣削表面粗糙度小于1.0μm。
所述的粗轧采用铣面后的铜带进行多道次轧制，轧制道次加工率为36～50%，最后一个道次的道次加工率小于25%，轧制速度小于200m/min，粗轧后铜带的厚度为2.0mm。
所述的退火采用光亮退火设备对粗轧后的铜带进行退火；温度560℃，时间5h；采用20%H2+80%N2的混合气体作为保护气体。
所述的清洗将退火后的铜带进行清洗，采用20%氢氧化钠的碱液对铜带进行脱脂，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用300目的钢丝刷抛光和600目针刷进行精抛。
所述的中轧采用清洗后的铜带进行轧制，轧制道次加工率为20～35%，轧制速度小于200m/min，中轧后铜带的厚度为0.7~0.5mm。
所述的第二次退火采用光亮退火设备对粗轧后的铜带进行退火；温度550℃，时间5h；采用20%H2+80%N2的混合气体作为保护气体。
所述的第二次清洗将退火后的铜带进行清洗，采用20%氢氧化钠的碱液对铜带进行脱脂，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用300目的钢丝刷抛光和600目针刷进行精抛。
所述的精轧采用第二次清洗后的铜带进行一道次轧制，轧制速度小于150m/min，精轧后铜带的厚度为0.5~0.4mm。
所述的成品退火采用光亮退火设备对粗轧后的铜带进行退火；温度530℃，时间5h；采用20%H2+80%N2的混合气体作为保护气体，成品退火后铜带的晶粒尺寸为0.01mm，铜带的杯突值为10mm。
所述的矫直将对铜带进行板型矫直及控制，矫直的前张力控制在1.0-1.5KN，后张力控制在0.7-0.75KN，矫直后铜带的板型小于10I。
所述的酸洗钝化将矫直后的铜带进行清洗钝化，采用15%的氢氧化钠的碱液对铜带进行脱脂，脱脂储液箱采用油水分离技术，采用15%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用600目的针刷粗抛光和5000目3M刷进行精抛，抛光后经70℃～80℃、0 .3%～0 .5%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理。
所述的分切采用分切设备对铜带进行分切，分切的刀片间隙控制在0.05 mm，上下刀轴的压下量为0.1 mm，每米铜带的侧边弯曲度小于1.0mm，每米铜带的横向弯曲度小于0.1 mm，铜带扭曲度小于5°。
本实例制备铜基仿金合金达到金黄色的效果，抗变色性能良好；同时该合金容易铸造，加工性能优异，可适用于造币、装饰等领域。

Claims (10)

1.一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，特征在于：所述的一种金黄色铜基仿金合金，它是由下述组分按质量百分比组成：铝含量6.5%~6.8%、镍含量3.5%、铁含量1.5%、铬含量0.5%、锡含量0.5%、锰含量0.5%、钴含量0.5%、铟含量0.1%、稀土镧含量0.1%，余量为铜；所述的制备方法包括如下步骤：熔铸—热轧—铣面—粗轧—退火—清洗—中轧—第二次退火—第二次清洗—精轧—成品退火—矫直—酸洗钝化—分切等。
2.如权利要求1所述的一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，特征在于，所述的熔铸时，熔炼温度为1160℃～1180℃，浇铸温度为1150℃～1160℃，熔炼原材料选用高纯阴极铜、铜镍中间合金、铜铁中间合金、铜铬中间合金、铜锰中间合金、铜钴中间合金、铜铟中间合金、铜稀土中间合金、纯锡、纯铝；采用碎玻璃和硼砂进行覆盖铜液表面，防止铜液吸气；其中碎玻璃和硼砂的比例为3：1；浇铸铸速度为60mm/min。
3.如权利要求1所述的一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，特征在于，所述的热轧加热温度为850℃～900℃，终轧温度大于800℃，热轧后铜合金带材的厚度为11mm。
4.如权利要求1所述的一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，特征在于，所述的铣面将铜带上下表面和侧边进行铣面；铜带上下表面铣削的厚度为0.5mm，侧边铣削的厚度为1.0mm；铣刀转速600～700r/min、铣刀直径为200mm、铜带铣削速度：6～8m/min、铣削后纵向厚度公差小于0.05mm、铣削后横向厚度公差小于0.03mm、铣削表面粗糙度小于1.0μm。
5.如权利要求1所述的一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，特征在于，所述的粗轧采用铣面后的铜带进行多道次轧制，轧制道次加工率为36～50%，最后一个道次的道次加工率小于25%，轧制速度小于200m/min，粗轧后铜带的厚度为2.0mm。
6.如权利要求1所述的一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，特征在于，所述的退火采用光亮退火设备对粗轧后的铜带进行退火，温度560℃，时间5h；采用20%H2+80%N2的混合气体作为保护气体；所述的第二次退火温度550℃，时间5h；所述的成品退火温度530℃，时间5h。
7.如权利要求1所述的一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，特征在于，所述的清洗将退火后的铜带进行清洗，采用20%氢氧化钠的碱液对铜带进行脱脂，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用300目的钢丝刷抛光和600目针刷进行精抛。
8.如权利要求1所述的一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，特征在于，所述的中轧采用清洗后的铜带进行轧制，轧制道次加工率为20～35%，轧制速度小于200m/min，中轧后铜带的厚度为0.7~0.5mm。
9.如权利要求1所述的一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，特征在于，所述的精轧采用第二次清洗后的铜带进行一道次轧制，轧制速度小于150m/min，精轧后铜带的厚度为0.5~0.4mm。
10.如权利要求1所述的一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，特征在于，所述的矫直将对铜带进行板型矫直及控制，矫直的前张力控制在1.0-1.5KN，后张力控制在0.7-0.75KN，矫直后铜带的板型小于10I；所述的分切的刀片间隙控制在0.05 mm，上下刀轴的压下量为0.1 mm，每米铜带的侧边弯曲度小于1.0mm，每米铜带的横向弯曲度小于0.1 mm，铜带扭曲度小于5°。
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