CN112795810A - 一种c70250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C70250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中存在夹杂和气泡、合金中的气体含量高、制得的C70250镍硅青铜性能不稳定以及质量不均一，开轧的合格率低的问题，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、硅、镁，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不存在夹杂和气泡等缺陷；合金中的气体含量低，制得的C70250镍硅青铜性能稳定；轧制得到的C70250镍硅青铜带材质量均一，开轧的合格率高。
Description
技术领域
本发明涉及合金制备技术领域，尤其涉及一种C70250镍硅青铜带材的制备方法。
背景技术
C70250镍硅青铜带材属于白铜类，具有冷加工性能优异、热成型好、冷热钎焊和气体保护弧焊性能优异的特点，常用于制造需要有良好的成型性能、又有高耐力松弛能力和适度的导电性能的高强度零件。
现有的制备方法，金属在浇注过程中发生氧化的情况，导致合金中形成夹杂和气泡等缺陷；不能进行去气处理以降低制得合金中的气体含量，导致制得的C70250镍硅青铜性能不稳定；在轧制加工时，未提供定位辅助，导致轧制得到的C70250镍硅青铜带材质量不均一，降低开轧的合格率。
发明内容
本发明提出的一种C70250镍硅青铜带材的制备方法，解决了金属在浇注过程中发生氧化的情况，导致合金中形成夹杂和气泡等缺陷；不能进行去气处理以降低制得合金中的气体含量，导致制得的C70250镍硅青铜性能不稳定；在轧制加工时，未提供定位辅助，导致轧制得到的C70250镍硅青铜带材质量不均一，降低开轧的合格率的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种C70250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、硅、镁，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)脱氧处理：在冶炼后的一次浇注时，加入脱氧剂，从而避免金属在浇注过程中发生氧化的情况，防止合金中形成夹杂和气泡等缺陷；
(6)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、镍和镁金属被精炼，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；
(7)二次浇注成型：将重熔得到的金属液进行浇注处理，得到合金坯；
(8)压制成型：将经步骤(7)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；
(9)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(10)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；
(11)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C70250镍硅青铜锭；
(12)轧制加工：将C70250镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70250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C70250镍硅青铜带材；
(13)定位辅助处理：在进行步骤(12)的过程中，于轧制前后提供合金带材的牵引导向。
优选的，步骤(3)中所述冶炼的温度为2700～3000℃，处理时间6～9h。
优选的，步骤(5)中所述脱氧剂选用碳粉或磷。
优选的，步骤(6)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(8)中所述成型压力为35～100MPa，保压时间为10～30min。
优选的，步骤(10)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C70250镍硅青铜带材的温度以0.5～1.5℃/s的速率进行降温，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，步骤(12)中所述C70250镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜94.5～97.5％、镍2～4％、硅0.5～0.8％、镁0.05～0.3％。
优选的，步骤(12)中所述C70250镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜95～97％、镍2.5～4％、硅0.6～0.8％、镁0.1～0.3％。
优选的，步骤(12)中所述C70250镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜96.2％、镍3％、硅0.65％、镁0.15％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过脱氧处理，在冶炼后的一次浇注时，加入脱氧剂，从而避免金属在浇注过程中发生氧化的情况，避免合金中形成夹杂和气泡等缺陷；
2、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、镁金属被精炼，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C70250镍硅青铜性能稳定；
3、本发明中，通过定位辅助处理，在进行轧制加工的过程中，于轧制前后提供合金带材的牵引导向，从而使得轧制得到的C70250镍硅青铜带材质量均一，提高开轧的合格率；
本发明提出的制备方法，通过脱氧处理，在冶炼后的一次浇注时，加入脱氧剂，从而避免金属在浇注过程中发生氧化的情况，避免合金中形成夹杂和气泡等缺陷；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、镁金属被精炼，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C70250镍硅青铜性能稳定；通过定位辅助处理，在进行轧制加工的过程中，于轧制前后提供合金带材的牵引导向，从而使得轧制得到的C70250镍硅青铜带材质量均一，提高开轧的合格率。
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C70250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、硅、镁，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，冶炼的温度为2700℃，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)脱氧处理：在冶炼后的一次浇注时，加入碳粉，从而避免金属在浇注过程中发生氧化的情况，防止合金中形成夹杂和气泡等缺陷；
(6)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、镍和镁金属被精炼，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1600℃，重熔时间4h；
(7)二次浇注成型：将重熔得到的金属液进行浇注处理，得到合金坯；
(8)压制成型：将经步骤(7)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35MPa，保压时间为30min；
(9)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(10)烧结：将合金生坯放入反应釜中进行烧结，以5℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度1085℃，烧结时间60min，烧结操作在惰性气体气氛下进行；
(11)冷却出炉：对合金生坯进行水冷处理30min，当温度降至35℃时，取出制得的合金生坯，得到C70250镍硅青铜锭；
(12)轧制加工：将C70250镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70250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C70250镍硅青铜带材，轧制操作在常温环境下进行，C70250镍硅青铜带材的温度以0.5℃/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；
(13)定位辅助处理：在进行步骤(12)的过程中，于轧制前后提供合金带材的牵引导向。
C70250镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜97.45％、镍2％、硅0.5％、镁0.05％。
实施例二
参照图1，一种C70250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、硅、镁，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，冶炼的温度为2800℃，处理时间8.2h；
(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)脱氧处理：在冶炼后的一次浇注时，加入磷，从而避免金属在浇注过程中发生氧化的情况，防止合金中形成夹杂和气泡等缺陷；
(6)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、镍和镁金属被精炼，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3.5h；
(7)二次浇注成型：将重熔得到的金属液进行浇注处理，得到合金坯；
(8)压制成型：将经步骤(7)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；
(9)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(10)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1110℃，烧结时间13min，烧结操作在惰性气体气氛下进行；
(11)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C70250镍硅青铜锭；
(12)轧制加工：将C70250镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70250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C70250镍硅青铜带材，轧制操作在常温环境下进行，C70250镍硅青铜带材的温度以1℃/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；
(13)定位辅助处理：在进行步骤(12)的过程中，于轧制前后提供合金带材的牵引导向。
C70250镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜96.2％、镍3％、硅0.65％、镁0.15％。
实施例三
参照图1，一种C70250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、硅、镁，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，冶炼的温度为2850℃，处理时间6.5h；
(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)脱氧处理：在冶炼后的一次浇注时，加入磷，从而避免金属在浇注过程中发生氧化的情况，防止合金中形成夹杂和气泡等缺陷；
(6)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、镍和镁金属被精炼，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；
(7)二次浇注成型：将重熔得到的金属液进行浇注处理，得到合金坯；
(8)压制成型：将经步骤(7)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50MPa，保压时间为22min；
(9)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(10)烧结：将合金生坯放入反应釜中进行烧结，以7℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度1100℃，烧结时间25min，烧结操作在惰性气体气氛下进行；
(11)冷却出炉：对合金生坯进行水冷处理30min，当温度降至32℃时，取出制得的合金生坯，得到C70250镍硅青铜锭；
(12)轧制加工：将C70250镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70250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C70250镍硅青铜带材，轧制操作在常温环境下进行，C70250镍硅青铜带材的温度以1.2℃/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；
(13)定位辅助处理：在进行步骤(12)的过程中，于轧制前后提供合金带材的牵引导向。
C70250镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜95.6％、镍3.5％、硅0.7％、镁0.2％。
实施例四
参照图1，一种C70250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、硅、镁，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，冶炼的温度为3000℃，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)脱氧处理：在冶炼后的一次浇注时，加入碳粉，从而避免金属在浇注过程中发生氧化的情况，防止合金中形成夹杂和气泡等缺陷；
(6)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、镍和镁金属被精炼，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1900℃，重熔时间2h；
(7)二次浇注成型：将重熔得到的金属液进行浇注处理，得到合金坯；
(8)压制成型：将经步骤(7)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100MPa，保压时间为10min；
(9)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(10)烧结：将合金生坯放入反应釜中进行烧结，以10℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度1150℃，烧结时间10min，烧结操作在惰性气体气氛下进行；
(11)冷却出炉：对合金生坯进行水冷处理30min，当温度降至40℃时，取出制得的合金生坯，得到C70250镍硅青铜锭；
(12)轧制加工：将C70250镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70250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C70250镍硅青铜带材，轧制操作在常温环境下进行，C70250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；
(13)定位辅助处理：在进行步骤(12)的过程中，于轧制前后提供合金带材的牵引导向。
C70250镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜94.9％、镍4％、硅0.8％、镁0.3％
工作原理：通过脱氧处理，在冶炼后的一次浇注时，加入脱氧剂，从而避免金属在浇注过程中发生氧化的情况，避免合金中形成夹杂和气泡等缺陷；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、镁金属被精炼，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C70250镍硅青铜性能稳定；通过定位辅助处理，在进行轧制加工的过程中，于轧制前后提供合金带材的牵引导向，从而使得轧制得到的C70250镍硅青铜带材质量均一，提高开轧的合格率。
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C70250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、硅、镁，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)脱氧处理：在冶炼后的一次浇注时，加入脱氧剂，从而避免金属在浇注过程中发生氧化的情况，防止合金中形成夹杂和气泡等缺陷；
(6)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、镍和镁金属被精炼，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；
(7)二次浇注成型：将重熔得到的金属液进行浇注处理，得到合金坯；
(8)压制成型：将经步骤(7)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；
(9)脱模：打开模具，将经步骤(7)压制得到的合金生坯取出；
(10)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；
(11)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C70250镍硅青铜锭；
(12)轧制加工：将C70250镍硅青铜锭送入进料区，经轧钢机进行轧制处理，C70250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C70250镍硅青铜带材；
(13)定位辅助处理：在进行步骤(12)的过程中，于轧制前后提供合金带材的牵引导向。
2.根据权利要求1所述的一种C70250镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述冶炼的温度为2700～3000℃，处理时间6～9h。
3.根据权利要求1所述的一种C70250镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述脱氧剂选用碳粉或磷。
4.根据权利要求1所述的一种C70250镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(6)中所述真空自耗炉的运行温度为1600～1900℃，重熔时间2～4h。
5.根据权利要求1所述的一种C70250镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(8)中所述成型压力为35～100MPa，保压时间为10～30min。
6.根据权利要求1所述的一种C70250镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(10)中所述烧结操作在惰性气体气氛下进行。
7.根据权利要求1所述的一种C70250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C70250镍硅青铜带材的温度以0.5～1.5℃/s的速率进行降温，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C70250镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(12)中所述C70250镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜94.5～97.5％、镍2～4％、硅0.5～0.8％、镁0.05～0.3％。
9.根据权利要求1所述的一种C70250镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(12)中所述C70250镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜95～97％、镍2.5～4％、硅0.6～0.8％、镁0.1～0.3％。
10.根据权利要求1所述的一种C70250镍硅青铜带材的制备方法，其特征在于，步骤(12)中所述C70250镍硅青铜带材的质量百分比组成为：铜96.2％、镍3％、硅0.65％、镁0.15％。
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Denomination of invention: Preparation method of C70250 nickel silicon bronze strip Granted publication date: 20220322 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Cangzhou branch Pledgor: Guogong Hengchang New Materials Cangzhou Co.,Ltd. Registration number: Y2024980014856 |