CN109338154A - 铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺 - Google Patents

铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺，铜基合金玻璃模具材料由以下步骤浇注得到：按各组分质量百分比选取原料，质量百分比的组分组成为镍15.0～16.5％，铝10.8～11.5％，铁0.4～0.8％，钴1.0～2.0％，锌0.5～1.5％，其余为铜和不可避免的杂质；在中频炉内先加入铝原料待其熔融后加入镍原料，炉料全部熔化后加入剩余的其他原料熔炼；将铜合金熔液浇注入砂型模内，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具，将玻璃模具加热至720～725℃，然后以10～12℃/h冷却至650～660℃保温1～1.5小时，再加热至670～675℃，保温1～1.5小时后空冷至常温。本发明方法提高了模具材料的抗拉性能，进一步减少了铜合金模具的加工开裂问题，提高产品合格率。

Description

铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺
技术领域
本发明涉及一种合金材料的热处理工艺，特别是涉及一种铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺。
背景技术
中国专利CN103173648A公开了一种铜合金玻璃模具口模的制备方法，该模具包含以下重量百分比组分：Ni 14～16％、Al 8～9％、Zn 8～10％、Si 0.9～1.1％、Mn 0.1～0.2％、Fe<0.15％，其余为Cu与常见杂质，退火工艺为：将浇注好的铜合金毛坯装入真空退火炉内，快速将温度升高到680℃保温60分钟，然后随炉冷却至室温。其具有优良的热传导性能，抗氧化性能和高温尺寸稳定性。中国专利CN102628119A公开了低镍高铁铜合金玻璃模具及其制造方法，该模具包含以下重量百分比组分：Ni 4～6％、Al 8～10％、Zn0.05～0.25％、Si 0.05～0.2％、Mn 0.8～1.5％、Fe 4～6％，其余为Cu与常见杂质，热处理过程为保温时间为6小时，温度控制680℃；随炉温降至150℃升炉至室温取出。其具有良好的抗氧化、抗热疲劳性，又增强了韧性。中国专利CN106244848A公开了一种微合金化有色金属铜基玻璃模具材料，该模具包含以下重量百分比组分：镍15.0～16.5％，铝10.8～11.5％，铁0.4～0.6％，钴1.0～2.0％，锌0.5～1.5％，其余为铜和不可避免的杂质，退火处理工艺为退火温度680～690℃，退火保温时间1～1.5小时。该玻璃模具材料通过添加钴元素并降低铁元素含量但不含有硅、锰元素，使其仍具有一般硅镍铜合金材料的高散热和高硬度特性，同时抗拉强度高。现有技术中，通常仅采用退火温度680～690℃的退火处理对铜合金进行简单热处理。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺，通过热处理工艺的变化提高材料力学性能。
本发明的技术方案是这样的：一种铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺，所述铜基合金玻璃模具材料由以下步骤浇注得到：按各组分质量百分比选取原料，所述质量百分比的组分组成为镍15.0～16.5％，铝10.8～11.5％，铁0.4～0.8％，钴1.0～2.0％，锌0.5～1.5％，其余为铜和不可避免的杂质；在中频炉内先加入铝原料待其熔融后加入镍原料，炉料全部熔化后加入剩余的其他原料熔炼；将铜合金熔液浇注入砂型模内，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具，将玻璃模具加热至720～725℃，然后以10～12℃/h冷却至650～660℃保温1～1.5小时，再加热至670～675℃，保温1～1.5小时后空冷至常温。
优选的，所述质量百分比的组分组成中钴1.4～1.5％。
优选的，所述质量百分比的组分组成中锌0.6～0.9％。
优选的，所述熔炼时温度为1300～1320℃。
优选的，所述浇注为保温浇注，浇注温度为1280～1290℃。
与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案的有益效果是：
通过改变现有技术中针对铜合金模具常采用的简单退火工艺，以较高温度的加热后缓冷再加热保温，提高了模具材料的抗拉性能，进一步减少了铜合金模具的加工开裂问题，提高产品合格率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1
按如下步骤制备铜基合金玻璃模具材料：
按各组分质量百分比选取原料，质量百分比的组分组成为镍16.5％，铝10.8％，铁0.6％，钴2.0％，锌0.5％，其余为铜和不可避免的杂质；在中频炉内先加入铝原料待其熔融后加入镍原料，炉料全部熔化后加入剩余的其他原料熔炼，熔炼温度为1320℃；将铜合金熔液浇注入砂型模内，保温浇注温度为1280℃，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具，将玻璃模具加热至720℃，然后以10℃/h冷却至650℃保温1小时，再加热至670℃，保温1小时后空冷至常温。
实施例2
按如下步骤制备铜基合金玻璃模具材料：
按各组分质量百分比选取原料，质量百分比的组分组成为镍15.0％，铝11％，铁0.5％，钴1.0％，锌1.2％，其余为铜和不可避免的杂质；在中频炉内先加入铝原料待其熔融后加入镍原料，炉料全部熔化后加入剩余的其他原料熔炼，熔炼温度为1300℃；将铜合金熔液浇注入砂型模内，保温浇注温度为1290℃，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具，将玻璃模具加热至725℃，然后以12℃/h冷却至660℃保温1.5小时，再加热至675℃，保温1.5小时后空冷至常温。
实施例3
按如下步骤制备铜基合金玻璃模具材料：
按各组分质量百分比选取原料，质量百分比的组分组成为镍15.9％，铝11.5％，铁0.4％，钴1.6％，锌1.5％，其余为铜和不可避免的杂质；在中频炉内先加入铝原料待其熔融后加入镍原料，炉料全部熔化后加入剩余的其他原料熔炼，熔炼温度为1310℃；将铜合金熔液浇注入砂型模内，保温浇注温度为1285℃，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具，将玻璃模具加热至725℃，然后以11℃/h冷却至660℃保温1小时，再加热至675℃，保温1小时后空冷至常温。
实施例4
按如下步骤制备铜基合金玻璃模具材料：
按各组分质量百分比选取原料，质量百分比的组分组成为镍16％，铝10.8～11.2％，铁0.45％，钴1.3％，锌0.8％，其余为铜和不可避免的杂质；在中频炉内先加入铝原料待其熔融后加入镍原料，炉料全部熔化后加入剩余的其他原料熔炼，熔炼温度为1320℃；将铜合金熔液浇注入砂型模内，保温浇注温度为1285℃，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具，将玻璃模具加热至720℃，然后以10℃/h冷却至650℃保温1.2小时，再加热至670℃，保温1.2小时后空冷至常温。
实施例5
按如下步骤制备铜基合金玻璃模具材料：
按各组分质量百分比选取原料，质量百分比的组分组成为镍16％，铝10.8～11.2％，铁0.45％，钴1.4％，锌0.9％，其余为铜和不可避免的杂质；在中频炉内先加入铝原料待其熔融后加入镍原料，炉料全部熔化后加入剩余的其他原料熔炼，熔炼温度为1320℃；将铜合金熔液浇注入砂型模内，保温浇注温度为1280℃，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具，将玻璃模具加热至720℃，然后以10℃/h冷却至650℃保温1.2小时，再加热至670℃，保温1.2小时后空冷至常温。
实施例6
按如下步骤制备铜基合金玻璃模具材料：
按各组分质量百分比选取原料，质量百分比的组分组成为镍16％，铝10.8～11.2％，铁0.45％，钴1.5％，锌0.6％，其余为铜和不可避免的杂质；在中频炉内先加入铝原料待其熔融后加入镍原料，炉料全部熔化后加入剩余的其他原料熔炼，熔炼温度为1320℃；将铜合金熔液浇注入砂型模内，保温浇注温度为1280℃，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具，将玻璃模具加热至720℃，然后以10℃/h冷却至650℃保温1.2小时，再加热至670℃，保温1.2小时后空冷至常温。
对比例1
按各组分质量百分比选取原料，质量百分比的组分组成为镍16.5％，铝10.8％，铁0.6％，钴2.0％，锌0.5％，其余为铜和不可避免的杂质；在中频炉内先加入铝原料待其熔融后加入镍原料，炉料全部熔化后加入剩余的其他原料熔炼；将铜合金熔液浇注入砂型模内，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具，进行退火处理加热至685℃，保温时间1小时。
对比例2
以中国专利CN103173648A的实施例1制备铜合金模具，热处理工艺为将玻璃模具加热至720℃，然后以10℃/h冷却至650℃保温1小时，再加热至670℃，保温1小时后空冷至常温。
上述各个实施例及对比例得到的模具材料性能如下

Claims (5)

1.一种铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺，所述铜基合金玻璃模具材料由以下步骤浇注得到：按各组分质量百分比选取原料，所述质量百分比的组分组成为镍15.0～16.5％，铝10.8～11.5％，铁0.4～0.8％，钴1.0～2.0％，锌0.5～1.5％，其余为铜和不可避免的杂质；在中频炉内先加入铝原料待其熔融后加入镍原料，炉料全部熔化后加入剩余的其他原料熔炼；将铜合金熔液浇注入砂型模内，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具，其特征在于，将玻璃模具加热至720～725℃，然后以10～12℃/h冷却至650～660℃保温1～1.5小时，再加热至670～675℃，保温1～1.5小时后空冷至常温。
2.根据权利要求1所述的铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺，其特征在于：所述质量百分比的组分组成中钴1.4～1.5％。
3.根据权利要求1所述的铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺，其特征在于：所述质量百分比的组分组成中锌0.6～0.9％。
4.根据权利要求1所述的铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺，其特征在于：所述熔炼时温度为1300～1320℃。
5.根据权利要求1所述的铜基合金玻璃模具材料的热处理工艺，其特征在于，所述浇注为保温浇注，浇注温度为1280～1290℃。
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