CN112725657A - 一种c70350镍硅青铜带材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于合金制备技术领域，尤其是一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，针对现有的制备方法制得的合金气体含量高、稳定性差、浇注存在空气干扰、带材存在鼓包现象以及轧制质量低的问题，现如今提出如下方案：包括以下步骤，(1)物料称取：依次称取定量铜、镍、钴、硅，备用；(2)混合：将经步骤(1)取得的各类原料加入容器中，经搅拌3～5min混合均匀，得到混合物料；(3)高温冶炼：将混合物料加入真空感应炉中将混合物料熔融呈液态，得到合金液。本发明制得的合金中的气体含量低，C70350镍硅青铜性能稳定；C70350镍硅青铜铸胚不存在裂纹和夹杂的情况；轧制厚度可调且改善轧制质量，制得的C70350镍硅青铜带材表面平整光滑。

Description

一种C70350镍硅青铜带材的制备方法
技术领域
本发明涉及合金制备技术领域，尤其涉及一种C70350镍硅青铜带材的制备方法。
背景技术
C70350镍硅青铜带材适用于触点弹簧、接插件以及引线框架的制作，具有较高的强度、抗应力松弛以及耐高温软化性等特殊物理性能，被用来作为高性能接插件和第二代引线框架材料。
现有的制备方法，熔炼时不能进行去气处理，导致制得合金中的气体含量高，降低C70350镍硅青铜性能的稳定性；在浇注过程中不能有效隔绝空气，存在空气干扰，使得制备得到的C70350镍硅青铜铸胚存在裂纹和夹杂的情况，影响后续轧制操作的质量，带材出现鼓包的现象；未在轧制加工前进行厚度调节，轧钢机上的挤压变形结构无法调整，导致制得C70350镍硅青铜带材的厚度单一，影响轧制质量，制得的C70350镍硅青铜带材表面平整光滑效果差。
发明内容
本发明提出的一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，解决了熔炼时不能进行去气处理，导致制得合金中的气体含量高，降低C70350镍硅青铜性能的稳定性；在浇注过程中不能有效隔绝空气，存在空气干扰，使得制备得到的C70350镍硅青铜铸胚存在裂纹和夹杂的情况，影响后续轧制操作的质量，带材出现鼓包的现象；未在轧制加工前进行厚度调节，轧钢机上的挤压变形结构无法调整，导致制得C70350镍硅青铜带材的厚度单一，影响轧制质量，制得的C70350镍硅青铜带材表面平整光滑效果差的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，包括以下步骤
(1)物料称取：依次称取定量铜、镍、钴、硅，备用；
(2)混合：将经步骤(1)取得的各类原料加入容器中，经搅拌3～5min混合均匀，得到混合物料；
(3)高温冶炼：将混合物料加入真空感应炉中将混合物料熔融呈液态，得到合金液；
(4)一次浇注成型：将经步骤(3)加工制得的合金液进行浇注处理，得到呈块状的合金电极坯；
(5)重熔冶炼：将一次熔炼的合金电极坯作为负极置于真空自耗炉中，水冷结晶器作为正极，通以低压直流电，利用电弧放出的热量使电极熔化，通过金属液与熔坯的充分作用，使得铜、镍和钴金属被精炼，在电极熔化的同时，金属液在水冷结晶器内结晶，从而得到重熔的金属液；
(6)二次密封浇注成型：将重熔得到的金属液经浇注模具进行处理，控制浇注操作于密封环境下进行，得到合金坯；
(7)压制成型：将经步骤(6)加工得到的合金坯置于模具中进行压制成型，制得合金生坯；
(8)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(9)烧结：将合金生坯放入反应釜中进行烧结，以5～10℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度1085～1150℃，烧结时间10～60min；
(10)冷却出炉：对合金生坯进行水冷处理30min，当温度降至35～40℃时，取出制得的合金生坯，得到C70350镍硅青铜锭；
(11)厚度调节：对轧钢机上的挤压变形结构进行调整，改变两组轧辊之间的相对应距离；
(12)轧制加工：将C70350镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70350镍硅青铜锭经过一对轧辊之间时，受挤压作用变形呈带状结构轧出，制得C70350镍硅青铜带材。
优选的，步骤(3)中所述冶炼温度为2700～3000℃的，处理时间6～9h。
优选的，步骤(5)中所述真空自耗炉的运行温度为1600～1900℃，重熔时间2～4h。
优选的，步骤(7)中所述成型压力为35～100MPa，保压时间为10～30min。
优选的，步骤(9)中所述烧结操作在惰性气体气氛下进行。
优选的，步骤(12)中所述轧制操作在常温环境下进行，所述C70350镍硅青铜带材的温度以0.5～1.5℃/s的速率进行降温。
优选的，步骤(12)中两组所述轧辊的直径和旋转速度一致，两组所述轧辊反向旋转。
优选的，所述C70350镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜95～98.3％、镍0.5～2.5％、钴0.8～1.5％、硅0.45～0.9％。
优选的，所述C70350镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜95.5～98.3％、镍0.8～2.5％、钴1.0～1.5％、硅0.55～0.8％。
优选的，所述C70350镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜96.8％、镍1.5％、钴1.1％、硅0.6％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过重熔冶炼，将一次熔炼的合金电极坯作为负极置于真空系统中，水冷结晶器作为正极，通以低压直流电，利用电弧放出的热量使电极熔化，通过金属液与熔坯的充分作用，使得铜、镍和钴金属材料被精炼，在电极熔化的同时，金属液在水冷结晶器内结晶，从而得到重熔的合金液，该过程中进行去气处理，降低制得合金中的气体含量，制得的C70350镍硅青铜性能稳定；
2、本发明中，通过二次密封浇注成型，在浇注过程中有效隔绝空气，使得浇注的密封性好，避免空气干扰，制备得到的C70350镍硅青铜铸胚不存在裂纹和夹杂的情况，保障后续轧制操作的质量，避免带材出现鼓包的现象；
3、本发明中，通过在轧制加工前进行厚度调节，对轧钢机上的挤压变形结构进行调整，改变两组轧辊之间的相对应距离，从而可制得不同厚度的C70350镍硅青铜带材，且可根据具体C70350镍硅青铜锭的规格适应调整轧制厚度，改善轧制质量，使得制得的C70350镍硅青铜带材表面平整光滑；
本发明提出的制备方法，通过重熔冶炼，将一次熔炼的合金电极坯作为负极置于真空系统中，水冷结晶器作为正极，通以低压直流电，利用电弧放出的热量使电极熔化，通过金属液与熔坯的充分作用，使得铜、镍和钴金属材料被精炼，在电极熔化的同时，金属液在水冷结晶器内结晶，从而得到重熔的合金液，该过程中进行去气处理，降低制得合金中的气体含量，制得的C70350镍硅青铜性能稳定；通过二次密封浇注成型，在浇注过程中有效隔绝空气，使得浇注的密封性好，避免空气干扰，制备得到的C70350镍硅青铜铸胚不存在裂纹和夹杂的情况，保障后续轧制操作的质量，避免带材出现鼓包的现象；通过在轧制加工前进行厚度调节，对轧钢机上的挤压变形结构进行调整，改变两组轧辊之间的相对应距离，从而可制得不同厚度的C70350镍硅青铜带材，且可根据具体C70350镍硅青铜锭的规格适应调整轧制厚度，改善轧制质量，使得制得的C70350镍硅青铜带材表面平整光滑。
附图说明
图1为本发明的流程图。
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。
实施例一
参照图1，一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，包括以下步骤
(1)物料称取：依次称取定量铜、镍、钴、硅，备用；
(2)混合：将经步骤(1)取得的各类原料加入容器中，经搅拌5min混合均匀，得到混合物料；
(3)高温冶炼：将混合物料加入真空感应炉中将混合物料熔融呈液态，得到合金液，冶炼温度为2900℃的，处理时间7h；
(4)一次浇注成型：将经步骤(3)加工制得的合金液进行浇注处理，得到呈块状的合金电极坯；
(5)重熔冶炼：将一次熔炼的合金电极坯作为负极置于真空自耗炉中，水冷结晶器作为正极，通以低压直流电，利用电弧放出的热量使电极熔化，通过金属液与熔坯的充分作用，使得铜、镍和钴金属被精炼，在电极熔化的同时，金属液在水冷结晶器内结晶，从而得到重熔的金属液，真空自耗炉的运行温度为1750℃，重熔时间3h；
(6)二次密封浇注成型：将重熔得到的金属液经浇注模具进行处理，控制浇注操作于密封环境下进行，得到合金坯；
(7)压制成型：将经步骤(6)加工得到的合金坯置于模具中进行压制成型，制得合金生坯，成型压力为70MPa，保压时间为20min；
(8)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(9)烧结：将合金生坯放入反应釜中进行烧结，以8℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度1120℃，烧结时间19min，烧结操作在惰性气体气氛下进行；
(10)冷却出炉：对合金生坯进行水冷处理30min，当温度降至36℃时，取出制得的合金生坯，得到C70350镍硅青铜锭；
(11)厚度调节：对轧钢机上的挤压变形结构进行调整，改变两组轧辊之间的相对应距离；
(12)轧制加工：将C70350镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70350镍硅青铜锭经过一对轧辊之间时，受挤压作用变形呈带状结构轧出，制得C70350镍硅青铜带材，轧制操作在常温环境下进行，C70350镍硅青铜带材的温度以1.5℃/s的速率进行降温，两组轧辊的直径和旋转速度一致，两组轧辊反向旋转。
C70350镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜98.25％、镍0.5％、钴0.8％、硅0.45％。
实施例二
参照图1，一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，包括以下步骤
(1)物料称取：依次称取定量铜、镍、钴、硅，备用；
(2)混合：将经步骤(1)取得的各类原料加入容器中，经搅拌3min混合均匀，得到混合物料；
(3)高温冶炼：将混合物料加入真空感应炉中将混合物料熔融呈液态，得到合金液，冶炼温度为2700℃的，处理时间9h；
(4)一次浇注成型：将经步骤(3)加工制得的合金液进行浇注处理，得到呈块状的合金电极坯；
(5)重熔冶炼：将一次熔炼的合金电极坯作为负极置于真空自耗炉中，水冷结晶器作为正极，通以低压直流电，利用电弧放出的热量使电极熔化，通过金属液与熔坯的充分作用，使得铜、镍和钴金属被精炼，在电极熔化的同时，金属液在水冷结晶器内结晶，从而得到重熔的金属液，真空自耗炉的运行温度为1750℃，重熔时间3.2h；
(6)二次密封浇注成型：将重熔得到的金属液经浇注模具进行处理，控制浇注操作于密封环境下进行，得到合金坯；
(7)压制成型：将经步骤(6)加工得到的合金坯置于模具中进行压制成型，制得合金生坯，成型压力为60MPa，保压时间为18min；
(8)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(9)烧结：将合金生坯放入反应釜中进行烧结，以6℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度1095℃，烧结时间54min，烧结操作在惰性气体气氛下进行；
(10)冷却出炉：对合金生坯进行水冷处理30min，当温度降至39℃时，取出制得的合金生坯，得到C70350镍硅青铜锭；
(11)厚度调节：对轧钢机上的挤压变形结构进行调整，改变两组轧辊之间的相对应距离；
(12)轧制加工：将C70350镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70350镍硅青铜锭经过一对轧辊之间时，受挤压作用变形呈带状结构轧出，制得C70350镍硅青铜带材，轧制操作在常温环境下进行，C70350镍硅青铜带材的温度以1.5℃/s的速率进行降温，两组轧辊的直径和旋转速度一致，两组轧辊反向旋转。
C70350镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜96.8％、镍1.5％、钴1.1％、硅0.6％。
实施例三
参照图1，一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，包括以下步骤
(1)物料称取：依次称取定量铜、镍、钴、硅，备用；
(2)混合：将经步骤(1)取得的各类原料加入容器中，经搅拌4min混合均匀，得到混合物料；
(3)高温冶炼：将混合物料加入真空感应炉中将混合物料熔融呈液态，得到合金液，冶炼温度为3000℃的，处理时间6h；
(4)一次浇注成型：将经步骤(3)加工制得的合金液进行浇注处理，得到呈块状的合金电极坯；
(5)重熔冶炼：将一次熔炼的合金电极坯作为负极置于真空自耗炉中，水冷结晶器作为正极，通以低压直流电，利用电弧放出的热量使电极熔化，通过金属液与熔坯的充分作用，使得铜、镍和钴金属被精炼，在电极熔化的同时，金属液在水冷结晶器内结晶，从而得到重熔的金属液，真空自耗炉的运行温度为1800℃，重熔时间3.7h；
(6)二次密封浇注成型：将重熔得到的金属液经浇注模具进行处理，控制浇注操作于密封环境下进行，得到合金坯；
(7)压制成型：将经步骤(6)加工得到的合金坯置于模具中进行压制成型，制得合金生坯，成型压力为55MPa，保压时间为28min；
(8)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(9)烧结：将合金生坯放入反应釜中进行烧结，以6℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度1100℃，烧结时间55min，烧结操作在惰性气体气氛下进行；
(10)冷却出炉：对合金生坯进行水冷处理30min，当温度降至37℃时，取出制得的合金生坯，得到C70350镍硅青铜锭；
(11)厚度调节：对轧钢机上的挤压变形结构进行调整，改变两组轧辊之间的相对应距离；
(12)轧制加工：将C70350镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70350镍硅青铜锭经过一对轧辊之间时，受挤压作用变形呈带状结构轧出，制得C70350镍硅青铜带材，轧制操作在常温环境下进行，C70350镍硅青铜带材的温度以0.7℃/s的速率进行降温，两组轧辊的直径和旋转速度一致，两组轧辊反向旋转。
C70350镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜96.1％、镍1.9％、钴1.3％、硅0.7％。
实施例四
参照图1，一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，包括以下步骤
(1)物料称取：依次称取定量铜、镍、钴、硅，备用；
(2)混合：将经步骤(1)取得的各类原料加入容器中，经搅拌3min混合均匀，得到混合物料；
(3)高温冶炼：将混合物料加入真空感应炉中将混合物料熔融呈液态，得到合金液，冶炼温度为2750℃的，处理时间9h；
(4)一次浇注成型：将经步骤(3)加工制得的合金液进行浇注处理，得到呈块状的合金电极坯；
(5)重熔冶炼：将一次熔炼的合金电极坯作为负极置于真空自耗炉中，水冷结晶器作为正极，通以低压直流电，利用电弧放出的热量使电极熔化，通过金属液与熔坯的充分作用，使得铜、镍和钴金属被精炼，在电极熔化的同时，金属液在水冷结晶器内结晶，从而得到重熔的金属液，真空自耗炉的运行温度为1650℃，重熔时间4h；
(6)二次密封浇注成型：将重熔得到的金属液经浇注模具进行处理，控制浇注操作于密封环境下进行，得到合金坯；
(7)压制成型：将经步骤(6)加工得到的合金坯置于模具中进行压制成型，制得合金生坯，成型压力为40MPa，保压时间为30min；
(8)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(9)烧结：将合金生坯放入反应釜中进行烧结，以9℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度1150℃，烧结时间14min，烧结操作在惰性气体气氛下进行；
(10)冷却出炉：对合金生坯进行水冷处理30min，当温度降至44℃时，取出制得的合金生坯，得到C70350镍硅青铜锭；
(11)厚度调节：对轧钢机上的挤压变形结构进行调整，改变两组轧辊之间的相对应距离；
(12)轧制加工：将C70350镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70350镍硅青铜锭经过一对轧辊之间时，受挤压作用变形呈带状结构轧出，制得C70350镍硅青铜带材，轧制操作在常温环境下进行，C70350镍硅青铜带材的温度以0.6℃/s的速率进行降温，两组轧辊的直径和旋转速度一致，两组轧辊反向旋转。
C70350镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜95.1％、镍2.5％、钴1.5％、硅0.9％。
工作原理：通过重熔冶炼，将一次熔炼的合金电极坯作为负极置于真空系统中，水冷结晶器作为正极，通以低压直流电，利用电弧放出的热量使电极熔化，通过金属液与熔坯的充分作用，使得铜、镍和钴金属材料被精炼，在电极熔化的同时，金属液在水冷结晶器内结晶，从而得到重熔的合金液，该过程中进行去气处理，降低制得合金中的气体含量，制得的C70350镍硅青铜性能稳定；通过二次密封浇注成型，在浇注过程中有效隔绝空气，使得浇注的密封性好，避免空气干扰，制备得到的C70350镍硅青铜铸胚不存在裂纹和夹杂的情况，保障后续轧制操作的质量，避免带材出现鼓包的现象；通过在轧制加工前进行厚度调节，对轧钢机上的挤压变形结构进行调整，改变两组轧辊之间的相对应距离，从而可制得不同厚度的C70350镍硅青铜带材，且可根据具体C70350镍硅青铜锭的规格适应调整轧制厚度，改善轧制质量，使得制得的C70350镍硅青铜带材表面平整光滑。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤
(1)物料称取：依次称取定量铜、镍、钴、硅，备用；
(2)混合：将经步骤(1)取得的各类原料加入容器中，经搅拌3～5min混合均匀，得到混合物料；
(3)高温冶炼：将混合物料加入真空感应炉中将混合物料熔融呈液态，得到合金液；
(4)一次浇注成型：将经步骤(3)加工制得的合金液进行浇注处理，得到呈块状的合金电极坯；
(5)重熔冶炼：将一次熔炼的合金电极坯作为负极置于真空自耗炉中，水冷结晶器作为正极，通以低压直流电，利用电弧放出的热量使电极熔化，通过金属液与熔坯的充分作用，使得铜、镍和钴金属被精炼，在电极熔化的同时，金属液在水冷结晶器内结晶，从而得到重熔的金属液；
(6)二次密封浇注成型：将重熔得到的金属液经浇注模具进行处理，控制浇注操作于密封环境下进行，得到合金坯；
(7)压制成型：将经步骤(6)加工得到的合金坯置于模具中进行压制成型，制得合金生坯；
(8)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(9)烧结：将合金生坯放入反应釜中进行烧结，以5～10℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度1085～1150℃，烧结时间10～60min；
(10)冷却出炉：对合金生坯进行水冷处理30min，当温度降至35～40℃时，取出制得的合金生坯，得到C70350镍硅青铜锭；
(11)厚度调节：对轧钢机上的挤压变形结构进行调整，改变两组轧辊之间的相对应距离；
(12)轧制加工：将C70350镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70350镍硅青铜锭经过一对轧辊之间时，受挤压作用变形呈带状结构轧出，制得C70350镍硅青铜带材。
2.根据权利要求1所述的一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述冶炼温度为2700～3000℃的，处理时间6～9h。
3.根据权利要求1所述的一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述真空自耗炉的运行温度为1600～1900℃，重熔时间2～4h。
4.根据权利要求1所述的一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(7)中所述成型压力为35～100MPa，保压时间为10～30min。
5.根据权利要求1所述的一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(9)中所述烧结操作在惰性气体气氛下进行。
6.根据权利要求1所述的一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(12)中所述轧制操作在常温环境下进行，所述C70350镍硅青铜带材的温度以0.5～1.5℃/s的速率进行降温。
7.根据权利要求1所述的一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(12)中两组所述轧辊的直径和旋转速度一致，两组所述轧辊反向旋转。
8.根据权利要求1所述的一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(12)中所述C70350镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜95～98.3％、镍0.5～2.5％、钴0.8～1.5％、硅0.45～0.9％。
9.根据权利要求8所述的一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，所述C70350镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜95.5～98.3％、镍0.8～2.5％、钴1.0～1.5％、硅0.55～0.8％。
10.根据权利要求9所述的一种C70350镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，所述C70350镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜96.8％、镍1.5％、钴1.1％、硅0.6％。
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