CN114318049A - 一种用于焊头箱体的高寿命铜合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于焊头箱体的高寿命铜合金及其制备方法，包括如下重量百分比的各组分:0.005～0.15％Zr、0.5％～1.2％Cr、余量为Cu；制备方法包括如下步骤：S1:按照各组分的重量百分比进行配料制成原料、S2:将原料在熔炼炉中进行熔炼得到合金液、S3:将S2中的合金液保温一段时间，然后随炉冷却至室温，使用模具浇注成坯锭、S4:锻造、S5:热处理、S6：机械加工。本发明生产的铜合金应用在焊头箱体后，焊头箱体具有良好的导电导热性能，且焊头精度、温度、振动等均在标准范围之内，延长了使用寿命，且制造成本与原进口件相比大幅下降。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于焊头箱体铜合金制备领域，更具体的是涉及一种用于焊头箱体的高寿命铜合金及其制备方法。
背景技术
纯铜作为一种具备导电导热性的金属材料，其密度大约为8.9g/cm3,熔点高达1083℃，它在物理性能方面不仅具有优良的导热导电性，而且具备良好的延展性能，在化学性能方面也具有较好的耐蚀性，但是纯铜的强度比较低，为满足实际应用时对材料强度和导电率所需的综合要求，需要对铜进行强化处理。铜合金是以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。铜合金因为具有良好的导电、导热、耐腐蚀性及韧性等特点被广泛应用于电力、散热、管道、装饰等领域，成为现代化工业技术发展的基础。但普通的铜及铜合金也存在明显的缺陷，就是力学性能不佳。为了克服这一缺陷，现有技术提出在纯铜中加入适量的镍、锰、铁元素形成新型的铜合金。
用于焊头箱体的铜合金对导电、导热、耐腐蚀、减震性能要求较高，因此需要通过调整添加合金元素的种类和比例使得焊头箱体获得较高的使用寿命。
发明内容
为解决现有技术的不足，提供一种用于焊头箱体的高寿命铜合金及其制备方法。
一种用于焊头箱体的高寿命铜合金，包括各组分的重量百分比为：0.005％～0.15％Zr、0.5％～1.2％Cr、余量为Cu。
一种用于焊头箱体的高寿命铜合金的制备方法，包括如下步骤：
S1:按照各组分的重量百分比进行配料制成原料；
S2:将原料在熔炼炉中进行熔炼得到合金液；
S3:将S2中的合金液保温一段时间，然后随炉冷却至室温，使用模具浇注成坯锭；
S4:将S2中制备的坯锭在始锻温度为920～950℃，终锻温度为830～840℃的加热温度，锻造后空冷至室温；
S5:采用电阻炉进行热处理，分别在510℃、520℃、530℃、540℃保温3h水冷固溶处理，将540℃固溶处理的棒材分别在220℃、230℃、240℃进行时效处理；
S6：进行机械加工至成品。
优选的，所述S3中保温时间为3h。
优选的，所述S5中进行时效处理时时效时间分别为3h、5h、7h、9h、11h。
优选的，所述S2中熔炼炉为真空熔炼炉。
优选的，所述S3中使用的模具为铜制模具。
有益效果：
(1)通过调整添加Cr、Zr的重量百分比，确定一个合适的添加范围即0.5％～1.2％Cr、0.005～0.15％Zr，在此范围下Cr元素的加入使得铜合金可以获得优良的力学与电学综合性能，Zr元素的加入可以改善合金的显微结构，细化晶界，减少Cu-Cr共晶组织的产生，提高铜合金的显微硬度并提高合金的热稳定性，使得铜合金达到强度、导电和导热性的平衡。
(2)通过本发明生产的铜合金应用在焊头箱体后，铜合金箱体具有良好的导电导热性能，且焊头精度、温度、振动等均在标准范围之内，延长了使用寿命，且制造成本与原进口件相比大幅下降。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例：
一种用于焊头箱体的高寿命铜合金，各组分按照如下重量百分比配制：
Zr:0.1％
Cr:1％
余量为铜。
制备方法如下：
S1:按照各组分的重量百分比进行配料制成原料；
S2:将原料在真空熔炼炉中进行熔炼得到合金液；
S3:将S2中的合金液保温3h，然后随炉冷却至室温，使用铜模浇注成坯锭；
S4:将S2中制备的坯锭在始锻温度为920～950℃，终锻温度为830～840℃的加热温度，锻造后空冷至室温；
S5:采用电阻炉进行热处理，分别在510℃、520℃、530℃、540℃保温3h水冷固溶处理，将540℃固溶处理的棒材分别在220℃、230℃、240℃进行时效处理，时效时间分别为3h、5h、7h、9h、11h；
S6：进行机械加工至成品。
对上述实施例所制得的铜合金进行性能检测，检测结果如下：
σb:≥700MPa；
δ:≥8％；
导电率:≥40％IACS；
HB：160-280。
通过调整添加Cr、Zr的重量百分比，确定一个合适的添加范围即0.5％～1.2％Cr、0.005～0.15％Zr，在此范围下Cr元素的加入使得铜合金可以获得优良的力学与电学综合性能，Zr元素的加入可以改善合金的显微结构，细化晶界，减少Cu-Cr共晶组织的产生，提高铜合金的显微硬度并提高合金的热稳定性，使得铜合金达到强度、导电和导热性的平衡。经检测本发明生产的铜合金应用在焊头箱体后，铜合金箱体具有良好的导电导热性能，且焊头精度、温度、振动等均在标准范围之内，延长了使用寿命，且制造成本与原进口件相比大幅下降。
作为进一步改进，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于焊头箱体的高寿命铜合金，其特征在于，包括如下重量百分比的各组分:0.005％～0.15％Zr、0.5％～1.2％Cr、余量为Cu。
2.一种用于焊头箱体的高寿命铜合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:按照各组分的重量百分比进行配料制成原料；
S2:将原料在熔炼炉中进行熔炼得到合金液；
S3:将S2中的合金液保温一段时间，然后随炉冷却至室温，使用模具浇注成坯锭；
S4:将S2中制备的坯锭在始锻温度为920～950℃，终锻温度为830～840℃的加热温度，锻造后空冷至室温；
S5:采用电阻炉进行热处理，分别在510℃、520℃、530℃、540℃保温3h水冷固溶处理，将540℃固溶处理的棒材分别在220℃、230℃、240℃进行时效处理；
S6：进行机械加工至成品。
3.根据权利要求2所述的一种用于焊头箱体的高寿命铜合金的制备方法，其特征在于，所述S3中保温时间为3h。
4.根据权利要求2所述的一种用于焊头箱体的高寿命铜合金的制备方法，其特征在于，所述S5中进行时效处理时时效时间分别为3h、5h、7h、9h、11h。
5.根据权利要求2所述的一种用于焊头箱体的高寿命铜合金的制备方法，其特征在于，所述S2中熔炼炉为真空熔炼炉。
6.根据权利要求2所述的一种用于焊头箱体的高寿命铜合金的制备方法，其特征在于，所述S3中使用的模具为铜制模具。
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