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 |