CN107841649A - 一种电磁推射装置用v型铜型材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电磁推射装置用V型铜型材,按照重量百分比计,铜合金其组分包含铬、银、锆、钛、镍、钴、镁、锡、钇、铌、铟、铈、钒、碲等元素;生产工艺是:真空熔炼→挤压→冷变形→时效→第二次冷变形→深冷处理→第二次时效→拉拔→矫直→分切;制备的铜型材其抗拉强度大于600MPa,导电率大于81%IACS,软化温度为大于600℃。
Description
技术领域
本发明涉及一种有色金属材料的生产工艺,尤其涉及一种电磁推射装置用V型铜型材。
背景技术
电磁推射技术是继机械能发射技术和化学能发射技术之后的一种全新的发射技术,它可以利用电磁能将载荷以超高速度进行可控发射,对我们当今所处社会的工程机械、运输、通信、能源、国防和空间探索等领域产生广泛而深远的影响。当前正值电磁发射技术应用迈向新纪元的关键时期,在超高速发射技术、高加速度制导与控制技术等领域取得的显著进展为探索先进电磁推动装置提供了可靠的技术支撑。
近几年来,世界各国为了适应现代工业和现代国防的发展需要,都在研究电磁推射装置用的材料,我国电磁推射技术研究也得到了快速发展,已经广泛投入到工程机械、爆破消防、舰艇电磁弹射、高铁城际列车、航天大推力发动机、以及中央空调永磁节能制动电机,陆基电磁推射兵器和海洋舰船等实际应用领域。
目前,电磁推射装置用铜合金主要采用的牌号是C18150、T18160、C18200、C18080、C18141、C18143等,但是这些牌号的铜合金的抗拉强度为450MPa左右,导电率为80%IACS左右,抗软化温度在500℃左右,这样的性能指标不能完全满足部分领域的电磁推射装置的使用。
发明内容
基于现有技术的局限性,本发明提供一种电磁推射装置用V型铜型材,该V型铜合金型材不仅性能指标优异,而且尺寸精度高。
一种电磁推射装置用V型铜型材,按照重量百分比计,其组分如下:铬1.0%~1.25%、银0.2%~0.25%、锆0.1%~0.125%、钛0.1%~0.125%、镍0.05%~0.10%、钴0.05%~0.10%、镁0.01%~0.02%、锡0.01%~0.02%、钇0.01%~0.02%、铌0.01%~0.02%、铟0.01%~0.02%、铈0.01%~0.02%、钒0.01%~0.02%、碲0.01%~0.02%;同时,铬含量与银含量的比值为五比一,铬含量与锆含量的比值为十比一,铬含量与钛含量的比值为十比一,镍含量与钴含量的比值为一比一,镁含量与锡含量、钇含量、铌含量、铟含量、铈含量、钒含量、碲含量的比值为一比一,镍含量与镁含量的比值为五比一。
一种电磁推射装置用V型铜型材的生产工艺,其步骤如下:
真空熔炼→挤压→冷变形→时效→第二次冷变形→深冷处理→第二次时效→拉拔→矫直→分切。
(1)真空熔炼:真空熔炼采用真空炉设备,真空度小于0.1Pa,采用氩气做为保护气体,熔炼温度为1300℃~1350℃;以A级阴极铜、含重量百分比为20% 铬的铜铬中间合金、纯银、含重量百分比为20%锆的铜锆中间合金、含重量百分比为20%钛的铜钛中间合金、含重量百分比为10%镍的铜镍中间合金为原料、含重量百分比为10%钴的铜钴中间合金、含重量百分比为10%镁的铜镁中间合金、含重量百分比为10%锡的铜锡中间合金、含重量百分比为10%钇的铜钇中间合金、含重量百分比为10%铌的铜铌中间合金、含重量百分比为10%铟的铜铟中间合金、含重量百分比为10%铈的铜铈中间合金、含重量百分比为10%钒的铜钒中间合金、含重量百分比为10%碲的铜碲中间合金为原料。
(2)挤压:先将铸锭进行加热,加热温度为920℃~960℃,挤压比为8~15,挤压后采用水封冷却,达到淬火的效果。
(3)冷变形:冷变形采用50%~60%的加工率进行冷加工变形。
(4)时效:时效温度为450℃~500℃,时间为5小时。
(5)第二次冷变形:第二次冷变形采用30%~50%的加工率进行冷加工变形。
(6)深冷处理:采用低温深冷处理装置对铜型材进行深冷处理,每小时温度降低50℃,温度降低到-180℃,然后保温15小时,再每小时升温20℃,温度升高到室温。
(7)第二次时效:第二次时效温度为430℃~470℃,时间为5小时。
(8)拉拔:拉拔的加工率为5%,拉拔模具的模角范围为5°-10°,拉拔模具的模孔工作带长度为10mm。
(9)矫直:采用矫直机对铜型材进行矫直,矫直后铜型材的直度为每米不大于1.5mm,铜型材的扭拧度每米小于1度,铜型材厚度a的尺寸公差小于±0.25mm,铜型材宽度b的尺寸公差小于±0.25mm,铜型材V形角深h的尺寸公差小于±0.25mm,铜型材V形角α的尺寸公差小于±0. 5度,铜型材V形弧半径R的尺寸公差小于±0.25mm。
(10)分切:将矫直后的铜型材进行分切,分切后铜型材的长度偏差每米小于±0.5mm。
所述的生产工艺制备的铜型材,其抗拉强度大于600MPa,导电率大于81%IACS,软化温度为大于600℃。
本发明的设计思路和有益效果如下:
1.优化选择铜合金的元素和元素含量,使铜型材不仅有优异的力学性能,更具有良好的导电性能。
2. 采用双级时效相结合的制备工艺,提高了材料的性能。
3. 采用深冷处理工艺,使铜合金的析出相尺寸更加细小,使铜合金材料中的位错发展成为位错环,使析出相颗粒周围的位错环阻碍后续位错的迁移;同时,深冷处理使铜合金材料中产生孪晶,而孪晶对塑性变形过程中位错的运动起到阻碍的作用,促使合金材料的性能更优。
4.采用小加工率拉拔和矫直的工艺,使铜型材达到较高的尺寸精度。
本发明提供的技术方案,获得的铜型材性能优异,完全满足电磁推射装置的使用要求。
附图说明
图1 是本发明的一种电磁推射装置用V型铜型材的截面形状示意图。
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
一种电磁推射装置用V型铜型材,按照重量百分比计,其组分如下:铬1.0%、银0.2%、锆0.1%、钛0.1%、镍0.05%、钴0.05%、镁0.01%、锡0.01%、钇0.01%、铌0.01%、铟0.01%、铈0.01%、钒0.01%、碲0.01%;
一种电磁推射装置用V型铜型材的生产工艺是:
真空熔炼→挤压→冷变形→时效→第二次冷变形→深冷处理→第二次时效→拉拔→矫直→分切。
(1)真空熔炼:真空熔炼采用真空炉设备,真空度小于0.1Pa,采用氩气做为保护气体,熔炼温度为1300℃;以A级阴极铜、含重量百分比为20% 铬的铜铬中间合金、纯银、含重量百分比为20%锆的铜锆中间合金、含重量百分比为20%钛的铜钛中间合金、含重量百分比为10%镍的铜镍中间合金为原料、含重量百分比为10%钴的铜钴中间合金、含重量百分比为10%镁的铜镁中间合金、含重量百分比为10%锡的铜锡中间合金、含重量百分比为10%钇的铜钇中间合金、含重量百分比为10%铌的铜铌中间合金、含重量百分比为10%铟的铜铟中间合金、含重量百分比为10%铈的铜铈中间合金、含重量百分比为10%钒的铜钒中间合金、含重量百分比为10%碲的铜碲中间合金为原料。
(2)挤压:先将铸锭进行加热,加热温度为950℃,挤压比为15,挤压后采用水封冷却,达到淬火的效果。
(3)冷变形:冷变形采用60%的加工率进行冷加工变形。
(4)时效:时效温度为470℃,时间为5小时。
(5)第二次冷变形:第二次冷变形采用50%的加工率进行冷加工变形。
(6)深冷处理:采用低温深冷处理装置对铜型材进行深冷处理,每小时温度降低50℃,温度降低到-180℃,然后保温15小时,再每小时升温20℃,温度升高到室温。
(7)第二次时效:第二次时效温度为450℃,时间为5小时。
(8)拉拔:拉拔的加工率为5%,拉拔模具的模角范围为10°,拉拔模具的模孔工作带长度为10mm。
(9)矫直:采用矫直机对铜型材进行矫直,矫直后铜型材的直度为每米不大于1.5mm,铜型材的扭拧度每米小于1度,铜型材厚度a的尺寸公差小于±0.25mm,铜型材宽度b的尺寸公差小于±0.25mm,铜型材V形角深h的尺寸公差小于±0.25mm,铜型材V形角α的尺寸公差小于±0. 5度,铜型材V形弧半径R的尺寸公差小于±0.25mm。
(10)分切:将矫直后的铜型材进行分切,分切后铜型材的长度偏差每米小于±0.5mm。
所述的生产工艺制备的铜型材,其抗拉强度610MPa,导电率83%IACS,软化温度为620℃。
本发明生产的电磁推射装置用V形铜型材导电性能高、高温性能好、力学性能优异、尺寸精度高、表面质量高。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思,而非对本发明权利保护的限定,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应落入本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种电磁推射装置用V型铜型材,其特征在于:所述的铜型材按照重量百分比计,其组分如下:铬1.0%~1.25%、银0.2%~0.25%、锆0.1%~0.125%、钛0.1%~0.125%、镍0.05%~0.10%、钴0.05%~0.10%、镁0.01%~0.02%、锡0.01%~0.02%、钇0.01%~0.02%、铌0.01%~0.02%、铟0.01%~0.02%、铈0.01%~0.02%、钒0.01%~0.02%、碲0.01%~0.02%;同时,铬含量与银含量的比值为五比一,铬含量与锆含量的比值为十比一,铬含量与钛含量的比值为十比一,镍含量与钴含量的比值为一比一,镁含量与锡含量、钇含量、铌含量、铟含量、铈含量、钒含量、碲含量的比值为一比一,镍含量与镁含量的比值为五比一;所述的生产工艺是:真空熔炼→挤压→冷变形→时效→第二次冷变形→深冷处理→第二次时效→拉拔→矫直→分切;
(1)真空熔炼:真空熔炼采用真空炉设备,真空度小于0.1Pa,采用氩气做为保护气体,熔炼温度为1300℃~1350℃;以A级阴极铜、含重量百分比为20% 铬的铜铬中间合金、纯银、含重量百分比为20%锆的铜锆中间合金、含重量百分比为20%钛的铜钛中间合金、含重量百分比为10%镍的铜镍中间合金为原料、含重量百分比为10%钴的铜钴中间合金、含重量百分比为10%镁的铜镁中间合金、含重量百分比为10%锡的铜锡中间合金、含重量百分比为10%钇的铜钇中间合金、含重量百分比为10%铌的铜铌中间合金、含重量百分比为10%铟的铜铟中间合金、含重量百分比为10%铈的铜铈中间合金、含重量百分比为10%钒的铜钒中间合金、含重量百分比为10%碲的铜碲中间合金为原料;
(2)挤压:先将铸锭进行加热,加热温度为920℃~960℃,挤压比为8~15,挤压后采用水封冷却,达到淬火的效果;
(3)冷变形:冷变形采用50%~60%的加工率进行冷加工变形;
(4)时效:时效温度为450℃~500℃,时间为5小时;
(5)第二次冷变形:第二次冷变形采用30%~50%的加工率进行冷加工变形;
(6)深冷处理:采用低温深冷处理装置对铜型材进行深冷处理,每小时温度降低50℃,温度降低到-180℃,然后保温15小时,再每小时升温20℃,温度升高到室温;
(7)第二次时效:第二次时效温度为430℃~470℃,时间为5小时;
(8)拉拔:拉拔的加工率为5%,拉拔模具的模角范围为5°-10°,拉拔模具的模孔工作带长度为10mm;
(9)矫直:采用矫直机对铜型材进行矫直,矫直后铜型材的直度为每米不大于1.5mm,铜型材的扭拧度每米小于1度,铜型材厚度a的尺寸公差小于±0.25mm,铜型材宽度b的尺寸公差小于±0.25mm,铜型材V形角深h的尺寸公差小于±0.25mm,铜型材V形角α的尺寸公差小于±0. 5度,铜型材V形弧半径R的尺寸公差小于±0.25mm;
(10)分切:将矫直后的铜型材进行分切,分切后铜型材的长度偏差每米小于±0.5mm;
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