CN108220663A - 一种用于精细模具的铜合金制备方法 - Google Patents

一种用于精细模具的铜合金制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于精细模具的铜合金，包括以下重量份的原料：纯铜、氧化锌、单质镍、氧化铝、氧化镁和炭黑母粒,其成型流程为：备料：按照一定的配方原料比，准备对应的原材料，备用；清洗干燥：将纯铜、氧化锌、单质镍、氧化铝、氧化镁和炭黑母粒加入清洗罐中，通过乙醇进行快速清洗，清洗完成后进行烘干，备用；研磨粉碎：将清洗完后的原料分别装入球磨机中进行研磨粉碎；高温混合：将粉碎完成后的原料依次装入到高温熔炉中，加热融化；冷却成型：将融化后的混合液进行冷却，成型，得到用于精细模具的铜合金；本发明有效简化了铜合金的成型流程，提升了铜合金的成型效率，有效缩小了企业的成本，同时也有效的提升了铜合金的性能。

Description

一种用于精细模具的铜合金制备方法
技术领域
本发明涉及铜合金技术领域，具体为一种用于精细模具的铜合金。
背景技术
目前不锈钢板材拉伸模、薄钢板料拉伸成型模具、钢管成型用之滚轮、汽车、摩托车钢圈制造之滚轮、重型机械之齿轮、各种机械高速精密零件等的制造多采用普通模具钢，普通模具钢的热传导性差，只有42W/m.K，在生产过程中需要热处理，增加了工序，加工复杂，同时其磨擦系数大，磨擦系数为0.15-0.3，由于其自身的性能差异直接影响产品的性能。
所以，如何设计一种用于精细模具的铜合金，成为我们当前要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于精细模具的铜合金，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于精细模具的铜合金，包括以下重量份的原料：纯铜89-90份、氧化锌2-5份、单质镍3-5份、氧化铝10-15份、氧化镁4-5份和炭黑母粒8-9份。
根据上述技术方案，所述氧化锌的制备方法为首先将硫酸锌溶液加热至60℃，加入0.16g/l的六偏磷酸钠、0.53g/l的氧化镁、0.13g/l的活性硅微粉、0.11g/l的乙二醇，搅拌30分钟，加1.5g/l的碳酸钠，调节PH值为9.3，搅拌生成包覆碱式碳酸锌和硫酸钠的混合物，再进行压滤；接着对压滤得到的碱式碳酸锌进行洗涤，洗涤至物料中无硫酸根，然后干燥至水分小于2.2%；最后对干燥后的物料于580℃焙烧，即得氧化锌产品。
根据上述技术方案，所述单质镍的制备方法为首先将镍基前驱物加入到反应器中，将反应器内的空气排出，然后向反应器里加入溶剂介质；接着加热反应器至100-350℃，反应压力达到0.1-30MPa，并在该状态下保持0.05-2h；再接着在温度不变的条件下，将反应器的压力降至0-2MPa，并滤出溶剂；最后停止加热，将反应器冷却至室温，取出反应器内的固体粉末，经超声分散、洗涤、真空干燥即得到单质镍粉末；所述镍基前驱物包括氧化镍、乙酸镍、硝酸镍、碳酸镍、碱式碳酸镍中的一种或几种混合物；所述的溶剂介质包括甲醇、乙醇、丙醇中的一种或两种混合物。
根据上述技术方案，所述炭黑母粒的制备方法为首先将直径为17-36nm炭黑粉料倒入转动机，启动转动机，转动机的转速控制在60-80转/分，升温使炭黑粉料的表面温度达到70-80℃，均匀喷入质量份为2的胶粘剂，使炭黑粉料润湿，在转动机的滚动作用下，炭黑粉料聚集形成炭黑母粒；接着炭黑母粒在转动机内滚动，同时向炭黑母粒表面反复均匀地交替喷洒胶粘剂和炭黑粉料，使炭黑粉料层积于炭黑母粒表面；每次喷入少量胶粘剂，次数要频繁，并随时观察炭黑母粒的大小；再接着停止加入胶粘剂和炭黑粉料，转动机继续转动，多余的胶粘剂被挤出炭黑母粒表面，炭黑母粒被压实，形成具有一定机械强度的炭黑母粒；加温电热片，使炭黑母粒的温度保持在70-85℃，转动机的转速控制在50-60转/分，均匀撒放高分子包衣粉，高分子包衣粉的质量份为7，使炭黑母粒的外表面都包上一层高分子包衣粉；要求每次撒放5-6g高分子包衣粉、次数要频繁，温度保持在68-72℃，将质量份为1的分散剂均匀投入炭黑母粒，最后炭黑母粒成型后冷却，冷却后在其表面喷上蓝色助剂，制得炭黑母粒成品。
根据上述技术方案，所述氧化镁的制备方法为以菱镁矿为原料，在煅烧炉Ⅰ中600-800℃煅烧2-5小时，生成轻烧镁；将轻烧镁粉碎，加入到反应釜中的铵盐母液中，加热至沸腾并蒸馏，馏出液体积为原溶液体积的20-60%时停止加热，馏出的氨气与水的混合物经氨冷却塔冷却后进入吸氨塔中，被来自储罐Ⅰ的CO32-的质量分数为3-8%的碳化氨水Ⅰ吸收形成碳化氨水Ⅱ进入储罐Ⅱ，来自储罐Ⅱ的碳化氨水Ⅱ在碳化塔中被来自煅烧炉Ⅰ或煅烧炉Ⅱ的CO2或来自洗涤降温塔的烟道气碳化生成碳化氨水Ⅰ进入储罐Ⅰ，进入储罐Ⅰ的碳化氨水Ⅰ一部分进入吸氨塔循环使用、一部分与蒸馏形成的镁盐溶液分别加热至60-70℃后在反应釜中混合，生成碱式碳酸镁和铵盐，过滤，铵盐进入反应釜中循环使用，碱式碳酸镁经洗涤、干燥后，在煅烧炉Ⅱ中600-800℃煅烧2-5小时，制备成氧化镁。
一种用于精细模具的铜合金制备方法，包括如下步骤：
1）备料：按照一定的配方原料比，准备对应的原材料，备用；
2）清洗干燥：将纯铜、氧化锌、单质镍、氧化铝、氧化镁和炭黑母粒加入清洗罐中，通过乙醇进行快速清洗，清洗完成后进行烘干，备用；
3）研磨粉碎：将清洗完后的原料分别装入球磨机中进行研磨粉碎；
4）高温混合：将粉碎完成后的原料依次装入到高温熔炉中，加热融化；
5）冷却成型：将融化后的混合液进行冷却，成型，得到用于精细模具的铜合金。
根据上述技术方案，所述烘干温度为60-70℃。
根据上述技术方案，所述融化温度为1500-2000℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明有效简化了铜合金的成型流程，提升了铜合金的成型效率，有效缩小了企业的成本，同时也有效的提升了铜合金的性能。
附图说明
图1是本发明的用于精细模具的铜合金的成型流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图1，本发明提供一种用于精细模具的铜合金，包括以下重量份的原料：纯铜89份、氧化锌2份、单质镍3份、氧化铝10份、氧化镁4份和炭黑母粒8份。
根据上述技术方案，氧化锌的制备方法为首先将硫酸锌溶液加热至60℃，加入0.16g/l的六偏磷酸钠、0.53g/l的氧化镁、0.13g/l的活性硅微粉、0.11g/l的乙二醇，搅拌30分钟，加1.5g/l的碳酸钠，调节PH值为9.3，搅拌生成包覆碱式碳酸锌和硫酸钠的混合物，再进行压滤；接着对压滤得到的碱式碳酸锌进行洗涤，洗涤至物料中无硫酸根，然后干燥至水分小于2.2%；最后对干燥后的物料于580℃焙烧，即得氧化锌产品。
根据上述技术方案，单质镍的制备方法为首先将镍基前驱物加入到反应器中，将反应器内的空气排出，然后向反应器里加入溶剂介质；接着加热反应器至100-350℃，反应压力达到0.1-30MPa，并在该状态下保持0.05-2h；再接着在温度不变的条件下，将反应器的压力降至0-2MPa，并滤出溶剂；最后停止加热，将反应器冷却至室温，取出反应器内的固体粉末，经超声分散、洗涤、真空干燥即得到单质镍粉末；镍基前驱物包括氧化镍、乙酸镍、硝酸镍、碳酸镍、碱式碳酸镍中的一种或几种混合物；的溶剂介质包括甲醇、乙醇、丙醇中的一种或两种混合物。
根据上述技术方案，炭黑母粒的制备方法为首先将直径为17-36nm炭黑粉料倒入转动机，启动转动机，转动机的转速控制在60-80转/分，升温使炭黑粉料的表面温度达到70-80℃，均匀喷入质量份为2的胶粘剂，使炭黑粉料润湿，在转动机的滚动作用下，炭黑粉料聚集形成炭黑母粒；接着炭黑母粒在转动机内滚动，同时向炭黑母粒表面反复均匀地交替喷洒胶粘剂和炭黑粉料，使炭黑粉料层积于炭黑母粒表面；每次喷入少量胶粘剂，次数要频繁，并随时观察炭黑母粒的大小；再接着停止加入胶粘剂和炭黑粉料，转动机继续转动，多余的胶粘剂被挤出炭黑母粒表面，炭黑母粒被压实，形成具有一定机械强度的炭黑母粒；加温电热片，使炭黑母粒的温度保持在70-85℃，转动机的转速控制在50-60转/分，均匀撒放高分子包衣粉，高分子包衣粉的质量份为7，使炭黑母粒的外表面都包上一层高分子包衣粉；要求每次撒放5-6g高分子包衣粉、次数要频繁，温度保持在68-72℃，将质量份为1的分散剂均匀投入炭黑母粒，最后炭黑母粒成型后冷却，冷却后在其表面喷上蓝色助剂，制得炭黑母粒成品。
根据上述技术方案，氧化镁的制备方法为以菱镁矿为原料，在煅烧炉Ⅰ中600-800℃煅烧2-5小时，生成轻烧镁；将轻烧镁粉碎，加入到反应釜中的铵盐母液中，加热至沸腾并蒸馏，馏出液体积为原溶液体积的20-60%时停止加热，馏出的氨气与水的混合物经氨冷却塔冷却后进入吸氨塔中，被来自储罐Ⅰ的CO32-的质量分数为3-8%的碳化氨水Ⅰ吸收形成碳化氨水Ⅱ进入储罐Ⅱ，来自储罐Ⅱ的碳化氨水Ⅱ在碳化塔中被来自煅烧炉Ⅰ或煅烧炉Ⅱ的CO2或来自洗涤降温塔的烟道气碳化生成碳化氨水Ⅰ进入储罐Ⅰ，进入储罐Ⅰ的碳化氨水Ⅰ一部分进入吸氨塔循环使用、一部分与蒸馏形成的镁盐溶液分别加热至60-70℃后在反应釜中混合，生成碱式碳酸镁和铵盐，过滤，铵盐进入反应釜中循环使用，碱式碳酸镁经洗涤、干燥后，在煅烧炉Ⅱ中600-800℃煅烧2-5小时，制备成氧化镁。
一种用于精细模具的铜合金制备方法，包括如下步骤：
1）备料：按照一定的配方原料比，准备对应的原材料，备用；
2）清洗干燥：将纯铜、氧化锌、单质镍、氧化铝、氧化镁和炭黑母粒加入清洗罐中，通过乙醇进行快速清洗，清洗完成后进行烘干，备用；
3）研磨粉碎：将清洗完后的原料分别装入球磨机中进行研磨粉碎；
4）高温混合：将粉碎完成后的原料依次装入到高温熔炉中，加热融化；
5）冷却成型：将融化后的混合液进行冷却，成型，得到用于精细模具的铜合金。
根据上述技术方案，烘干温度为60-70℃。
根据上述技术方案，融化温度为1500-2000℃。
实施例2：请参阅图1，本发明提供一种用于精细模具的铜合金，包括以下重量份的原料：纯铜90份、氧化锌5份、单质镍5份、氧化铝15份、氧化镁5份和炭黑母粒9份。
根据上述技术方案，氧化锌的制备方法为首先将硫酸锌溶液加热至60℃，加入0.16g/l的六偏磷酸钠、0.53g/l的氧化镁、0.13g/l的活性硅微粉、0.11g/l的乙二醇，搅拌30分钟，加1.5g/l的碳酸钠，调节PH值为9.3，搅拌生成包覆碱式碳酸锌和硫酸钠的混合物，再进行压滤；接着对压滤得到的碱式碳酸锌进行洗涤，洗涤至物料中无硫酸根，然后干燥至水分小于2.2%；最后对干燥后的物料于580℃焙烧，即得氧化锌产品。
根据上述技术方案，单质镍的制备方法为首先将镍基前驱物加入到反应器中，将反应器内的空气排出，然后向反应器里加入溶剂介质；接着加热反应器至100-350℃，反应压力达到0.1-30MPa，并在该状态下保持0.05-2h；再接着在温度不变的条件下，将反应器的压力降至0-2MPa，并滤出溶剂；最后停止加热，将反应器冷却至室温，取出反应器内的固体粉末，经超声分散、洗涤、真空干燥即得到单质镍粉末；镍基前驱物包括氧化镍、乙酸镍、硝酸镍、碳酸镍、碱式碳酸镍中的一种或几种混合物；的溶剂介质包括甲醇、乙醇、丙醇中的一种或两种混合物。
根据上述技术方案，炭黑母粒的制备方法为首先将直径为17-36nm炭黑粉料倒入转动机，启动转动机，转动机的转速控制在60-80转/分，升温使炭黑粉料的表面温度达到70-80℃，均匀喷入质量份为2的胶粘剂，使炭黑粉料润湿，在转动机的滚动作用下，炭黑粉料聚集形成炭黑母粒；接着炭黑母粒在转动机内滚动，同时向炭黑母粒表面反复均匀地交替喷洒胶粘剂和炭黑粉料，使炭黑粉料层积于炭黑母粒表面；每次喷入少量胶粘剂，次数要频繁，并随时观察炭黑母粒的大小；再接着停止加入胶粘剂和炭黑粉料，转动机继续转动，多余的胶粘剂被挤出炭黑母粒表面，炭黑母粒被压实，形成具有一定机械强度的炭黑母粒；加温电热片，使炭黑母粒的温度保持在70-85℃，转动机的转速控制在50-60转/分，均匀撒放高分子包衣粉，高分子包衣粉的质量份为7，使炭黑母粒的外表面都包上一层高分子包衣粉；要求每次撒放5-6g高分子包衣粉、次数要频繁，温度保持在68-72℃，将质量份为1的分散剂均匀投入炭黑母粒，最后炭黑母粒成型后冷却，冷却后在其表面喷上蓝色助剂，制得炭黑母粒成品。
根据上述技术方案，氧化镁的制备方法为以菱镁矿为原料，在煅烧炉Ⅰ中600-800℃煅烧2-5小时，生成轻烧镁；将轻烧镁粉碎，加入到反应釜中的铵盐母液中，加热至沸腾并蒸馏，馏出液体积为原溶液体积的20-60%时停止加热，馏出的氨气与水的混合物经氨冷却塔冷却后进入吸氨塔中，被来自储罐Ⅰ的CO32-的质量分数为3-8%的碳化氨水Ⅰ吸收形成碳化氨水Ⅱ进入储罐Ⅱ，来自储罐Ⅱ的碳化氨水Ⅱ在碳化塔中被来自煅烧炉Ⅰ或煅烧炉Ⅱ的CO2或来自洗涤降温塔的烟道气碳化生成碳化氨水Ⅰ进入储罐Ⅰ，进入储罐Ⅰ的碳化氨水Ⅰ一部分进入吸氨塔循环使用、一部分与蒸馏形成的镁盐溶液分别加热至60-70℃后在反应釜中混合，生成碱式碳酸镁和铵盐，过滤，铵盐进入反应釜中循环使用，碱式碳酸镁经洗涤、干燥后，在煅烧炉Ⅱ中600-800℃煅烧2-5小时，制备成氧化镁。
一种用于精细模具的铜合金制备方法，包括如下步骤：
1）备料：按照一定的配方原料比，准备对应的原材料，备用；
2）清洗干燥：将纯铜、氧化锌、单质镍、氧化铝、氧化镁和炭黑母粒加入清洗罐中，通过乙醇进行快速清洗，清洗完成后进行烘干，备用；
3）研磨粉碎：将清洗完后的原料分别装入球磨机中进行研磨粉碎；
4）高温混合：将粉碎完成后的原料依次装入到高温熔炉中，加热融化；
5）冷却成型：将融化后的混合液进行冷却，成型，得到用于精细模具的铜合金。
根据上述技术方案，烘干温度为60-70℃。
根据上述技术方案，融化温度为1500-2000℃。
基于上述，本发明的优点在于，本发明有效简化了铜合金的成型流程，提升了铜合金的成型效率，有效缩小了企业的成本，同时也有效的提升了铜合金的性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于精细模具的铜合金，其特征在于：包括以下重量份的原料：纯铜89-90份、氧化锌2-5份、单质镍3-5份、氧化铝10-15份、氧化镁4-5份和炭黑母粒8-9份。
2.根据权利要求1的一种用于精细模具的铜合金，其特征在于：所述氧化锌的制备方法为首先将硫酸锌溶液加热至60℃，加入0.16g/l的六偏磷酸钠、0.53g/l的氧化镁、0.13g/l的活性硅微粉、0.11g/l的乙二醇，搅拌30分钟，加1.5g/l的碳酸钠，调节PH值为9.3，搅拌生成包覆碱式碳酸锌和硫酸钠的混合物，再进行压滤；接着对压滤得到的碱式碳酸锌进行洗涤，洗涤至物料中无硫酸根，然后干燥至水分小于2.2％；最后对干燥后的物料于580℃焙烧，即得氧化锌产品。
3.根据权利要求1的一种用于精细模具的铜合金，其特征在于：所述单质镍的制备方法为首先将镍基前驱物加入到反应器中，将反应器内的空气排出，然后向反应器里加入溶剂介质；接着加热反应器至100-350℃，反应压力达到0.1-30MPa，并在该状态下保持0.05-2h；再接着在温度不变的条件下，将反应器的压力降至0-2MPa，并滤出溶剂；最后停止加热，将反应器冷却至室温，取出反应器内的固体粉末，经超声分散、洗涤、真空干燥即得到单质镍粉末；所述镍基前驱物包括氧化镍、乙酸镍、硝酸镍、碳酸镍、碱式碳酸镍中的一种或几种混合物；所述的溶剂介质包括甲醇、乙醇、丙醇中的一种或两种混合物。
4.根据权利要求1的一种用于精细模具的铜合金，其特征在于：所述炭黑母粒的制备方法为首先将直径为17-36nm炭黑粉料倒入转动机，启动转动机，转动机的转速控制在60-80转/分，升温使炭黑粉料的表面温度达到70-80℃，均匀喷入质量份为2的胶粘剂，使炭黑粉料润湿，在转动机的滚动作用下，炭黑粉料聚集形成炭黑母粒；接着炭黑母粒在转动机内滚动，同时向炭黑母粒表面反复均匀地交替喷洒胶粘剂和炭黑粉料，使炭黑粉料层积于炭黑母粒表面；每次喷入少量胶粘剂，次数要频繁，并随时观察炭黑母粒的大小；再接着停止加入胶粘剂和炭黑粉料，转动机继续转动，多余的胶粘剂被挤出炭黑母粒表面，炭黑母粒被压实，形成具有一定机械强度的炭黑母粒；加温电热片，使炭黑母粒的温度保持在70-85℃，转动机的转速控制在50-60转/分，均匀撒放高分子包衣粉，高分子包衣粉的质量份为7，使炭黑母粒的外表面都包上一层高分子包衣粉；要求每次撒放5-6g高分子包衣粉、次数要频繁，温度保持在68-72℃，将质量份为1的分散剂均匀投入炭黑母粒，最后炭黑母粒成型后冷却，冷却后在其表面喷上蓝色助剂，制得炭黑母粒成品。
5.根据权利要求1的一种用于精细模具的铜合金，其特征在于：所述氧化镁的制备方法为以菱镁矿为原料，在煅烧炉Ⅰ中600-800℃煅烧2-5小时，生成轻烧镁；将轻烧镁粉碎，加入到反应釜中的铵盐母液中，加热至沸腾并蒸馏，馏出液体积为原溶液体积的20-60％时停止加热，馏出的氨气与水的混合物经氨冷却塔冷却后进入吸氨塔中，被来自储罐Ⅰ的CO32-的质量分数为3-8％的碳化氨水Ⅰ吸收形成碳化氨水Ⅱ进入储罐Ⅱ，来自储罐Ⅱ的碳化氨水Ⅱ在碳化塔中被来自煅烧炉Ⅰ或煅烧炉Ⅱ的CO2或来自洗涤降温塔的烟道气碳化生成碳化氨水Ⅰ进入储罐Ⅰ，进入储罐Ⅰ的碳化氨水Ⅰ一部分进入吸氨塔循环使用、一部分与蒸馏形成的镁盐溶液分别加热至60-70℃后在反应釜中混合，生成碱式碳酸镁和铵盐，过滤，铵盐进入反应釜中循环使用，碱式碳酸镁经洗涤、干燥后，在煅烧炉Ⅱ中600-800℃煅烧2-5小时，制备成氧化镁。
6.一种用于精细模具的铜合金制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)备料：按照一定的配方原料比，准备对应的原材料，备用；
2)清洗干燥：将纯铜、氧化锌、单质镍、氧化铝、氧化镁和炭黑母粒加入清洗罐中，通过乙醇进行快速清洗，清洗完成后进行烘干，备用；
3)研磨粉碎：将清洗完后的原料分别装入球磨机中进行研磨粉碎；
4)高温混合：将粉碎完成后的原料依次装入到高温熔炉中，加热融化；
5)冷却成型：将融化后的混合液进行冷却，成型，得到用于精细模具的铜合金。
7.根据权利要求6的一种用于精细模具的铜合金制备方法，其特征在于：所述烘干温度为60-70℃。
8.根据权利要求6的一种用于精细模具的铜合金制备方法，其特征在于：所述融化温度为1500-2000℃。
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