CN115927903A - 一种铍合金的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铍合金制备技术领域,尤其涉及一种铍合金的制备工艺,包括以下步骤:S1、选料,按重量份称取以下原料:氧化铍10‑20份、铜120‑150份、钴1‑3份、镍1‑3份、铝0.3‑0.9份、硅0.3‑0.9份、铅0.1‑0.5份和锰0.1‑0.5份;S2、将氧化铍和铜加入到石墨坩埚内进行加热;S3、将钴、镍、铝、硅、铅、锰预先通过混料机进行均匀混合,混合后伴随氩气吹送至石墨坩埚内的熔化液中,直至全部熔化;S4、将熔化液进行浇铸,形成铸锭;S5、热轧后形成合金带;S6、进行表面热处理S7、取出铍合金。本发明的铍合金中加入的铜、钴、镍、锰具有较好的物理强度以及硬度,抗拉强度也较好,同时加入的铜、铝、硅、铅使其拥有较好的导电率,以及热传导性能,而且耐磨、耐腐蚀,具有较长的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及铍合金制备技术领域,尤其涉及一种铍合金的制备工艺。
背景技术
铍合金是指以铍为基的合金和含铍的合金。主要有铍铜合金、铍铝合金、铍镍合金和铍钛复合材料。其中以铍铜合金应用最多,它含铍0.2%~2.8%,具有高强度、高导电率、高韧性、高疲劳极限、高耐磨性、耐海水腐蚀、无磁性、耐热冲击、碰撞时不发生火花等优点,广泛用于电器设备、电子装置和控制仪表等。
现有技术中的铍铍铜合金在作为连接器和接触片时,其物理强度和硬度的性能指标性能难于进一步提升,存在电导率和机械强度难于兼顾,热传导性能稍低的缺陷。
因此,我们提出了一种铍合金的制备工艺用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种铍合金的制备工艺。
一种铍合金的制备工艺,包括以下步骤:
S1、选料,按重量份称取以下原料:氧化铍10-20份、铜120-150份、钴1-3份、镍1-3份、铝0.3-0.9份、硅0.3-0.9份、铅0.1-0.5份和锰0.1-0.5份;
S2、将氧化铍和铜加入到预热的石墨坩埚内进行加热,且在加热过程中进行抽真空,以10-15℃/min的速度进行升温,直至原料熔化,并保持温度;
S3、将钴、镍、铝、硅、铅、锰预先通过混料机进行均匀混合,混合时间为30-50min,混合后伴随氩气吹送至石墨坩埚内的熔化液中,加入后进行磁力搅拌5-8min,石墨坩埚继续加热升温,直至全部熔化;
S4、待全部熔化后,静置5-10min,待熔化液面气泡消失后,将熔化液进行浇铸,自然冷却后形成铸锭;
S5、将铸锭置于热轧机内进行反复热轧,热轧温度为1200-1400℃,热轧后形成合金带;
S6、将合金带依次切段,冷却至室温后,置于热处理炉内进行表面热处理,热处理炉内的温度为600-800℃,热处理时间为6-8h,且期间由氩气保护;
S7、取出铍合金,自然冷却至常温。
优选的,所述S1中,选料,按重量份称取以下原料:氧化铍10份、铜120份、钴1份、镍1份、铝0.3份、硅0.3份、铅0.1份和锰0.1份。
优选的,所述S1中,选料,按重量份称取以下原料:氧化铍20份、铜150份、钴3份、镍3份、铝0.9份、硅0.9份、铅0.5份和锰0.5份。
优选的,所述S1中,选料,按重量份称取以下原料:氧化铍15份、铜130份、钴2份、镍2份、铝0.5份、硅0.5份、铅0.3份和锰0.3份。
优选的,所述S2中,抽真空至真空度小于0.08MPa。
优选的,所述S3中,送料管中氩气裹挟着混合料吹送至熔化液中,送料管延伸至熔化液底部,且送料管的直径为4-8cm。
优选的,所述S4中,热轧后形成厚度为6-10cm的合金带。
优选的,所述S5中,热轧的速度为0.2-0.4m/s,且热轧的次数为3-5次。
本发明的有益效果是:
本发明的铍合金中加入的铜、钴、镍、锰具有较好的物理强度以及硬度,抗拉强度也较好,同时加入的铜、铝、硅、铅使其拥有较好的导电率,以及热传导性能,而且耐磨、耐腐蚀,具有较长的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种铍合金的制备工艺,包括以下步骤:
S1、选料,按重量份称取以下原料:氧化铍10份、铜120份、钴1份、镍1份、铝0.3份、硅0.3份、铅0.1份和锰0.1份;
S2、将氧化铍和铜加入到预热的石墨坩埚内进行加热,且在加热过程中进行抽真空,抽真空至真空度小于0.08MPa,以10℃/min的速度进行升温,直至原料熔化,并保持温度;
S3、将钴、镍、铝、硅、铅、锰预先通过混料机进行均匀混合,混合时间为30min,加料时送料管中氩气裹挟着混合料吹送至熔化液中,送料管延伸至熔化液底部,且送料管的直径为4cm,加入后进行磁力搅拌5min,石墨坩埚继续加热升温,直至全部熔化;
S4、待全部熔化后,静置5min,待熔化液面气泡消失后,将熔化液进行浇铸,自然冷却后形成铸锭;
S5、将铸锭置于热轧机内进行反复热轧,热轧温度为1200℃,热轧的速度为0.2m/s,且热轧的次数为3次,热轧后形成厚度为6cm的合金带;
S6、将合金带依次切段,冷却至室温后,置于热处理炉内进行表面热处理,热处理炉内的温度为600℃,热处理时间为6h,且期间由氩气保护;
S7、取出铍合金,自然冷却至常温。
实施例2
一种铍合金的制备工艺,包括以下步骤:
S1、选料,按重量份称取以下原料:氧化铍20份、铜150份、钴3份、镍3份、铝0.9份、硅0.9份、铅0.5份和锰0.5份;
S2、将氧化铍和铜加入到预热的石墨坩埚内进行加热,且在加热过程中进行抽真空,抽真空至真空度小于0.08MPa,以12℃/min的速度进行升温,直至原料熔化,并保持温度;
S3、将钴、镍、铝、硅、铅、锰预先通过混料机进行均匀混合,混合时间为40min,加料时送料管中氩气裹挟着混合料吹送至熔化液中,送料管延伸至熔化液底部,且送料管的直径为6cm,加入后进行磁力搅拌7min,石墨坩埚继续加热升温,直至全部熔化;
S4、待全部熔化后,静置8min,待熔化液面气泡消失后,将熔化液进行浇铸,自然冷却后形成铸锭;
S5、将铸锭置于热轧机内进行反复热轧,热轧温度为1300℃,热轧的速度为0.3m/s,且热轧的次数为3-5次,热轧后形成厚度为8cm的合金带;
S6、将合金带依次切段,冷却至室温后,置于热处理炉内进行表面热处理,热处理炉内的温度为700℃,热处理时间为7h,且期间由氩气保护;
S7、取出铍合金,自然冷却至常温。
实施例3
一种铍合金的制备工艺,包括以下步骤:
S1、选料,按重量份称取以下原料:氧化铍15份、铜130份、钴2份、镍2份、铝0.5份、硅0.5份、铅0.3份和锰0.3份;
S2、将氧化铍和铜加入到预热的石墨坩埚内进行加热,且在加热过程中进行抽真空,抽真空至真空度小于0.08MPa,以15℃/min的速度进行升温,直至原料熔化,并保持温度;
S3、将钴、镍、铝、硅、铅、锰预先通过混料机进行均匀混合,混合时间为50min,加料时送料管中氩气裹挟着混合料吹送至熔化液中,送料管延伸至熔化液底部,且送料管的直径为8cm,加入后进行磁力搅拌8min,石墨坩埚继续加热升温,直至全部熔化;
S4、待全部熔化后,静置10min,待熔化液面气泡消失后,将熔化液进行浇铸,自然冷却后形成铸锭;
S5、将铸锭置于热轧机内进行反复热轧,热轧温度为1400℃,热轧的速度为0.4m/s,且热轧的次数为5次,热轧后形成厚度为8cm的合金带;
S6、将合金带依次切段,冷却至室温后,置于热处理炉内进行表面热处理,热处理炉内的温度为800℃,热处理时间为8h,且期间由氩气保护;
S7、取出铍合金,自然冷却至常温。
实施例4
一种铍合金的制备工艺,包括以下步骤:
S1、选料,按重量份称取以下原料:氧化铍12份、铜130份、钴1份、镍3份、铝0.6份、硅0.6份、铅0.4份和锰0.4份;
S2、将氧化铍和铜加入到预热的石墨坩埚内进行加热,且在加热过程中进行抽真空,抽真空至真空度小于0.08MPa,以15℃/min的速度进行升温,直至原料熔化,并保持温度;
S3、将钴、镍、铝、硅、铅、锰预先通过混料机进行均匀混合,混合时间为40min,加料时送料管中氩气裹挟着混合料吹送至熔化液中,送料管延伸至熔化液底部,且送料管的直径为8cm,加入后进行磁力搅拌8min,石墨坩埚继续加热升温,直至全部熔化;
S4、待全部熔化后,静置10min,待熔化液面气泡消失后,将熔化液进行浇铸,自然冷却后形成铸锭;
S5、将铸锭置于热轧机内进行反复热轧,热轧温度为1400℃,热轧的速度为0.4m/s,且热轧的次数为6次,热轧后形成厚度为9cm的合金带;
S6、将合金带依次切段,冷却至室温后,置于热处理炉内进行表面热处理,热处理炉内的温度为800℃,热处理时间为7h,且期间由氩气保护;
S7、取出铍合金,自然冷却至常温。
根据实施例1-4制备的铍合金,对其硬度、抗拉强度、导电率以及热传导性进行测试,如下表:
实施例 | 硬度(HRS) | 抗拉强度 | 导电率 | 热传导性 |
1 | 40 | 850MPa | >33%IACS | 高 |
2 | 44 | 863MPa | >35%IACS | 高 |
3 | 43 | 848MPa | >34%IACS | 高 |
4 | 42 | 850MPa | >33%IACS | 高 |
对实施例1-4制备的铍合金进行腐蚀测试时,如下表:
实施例 | 海水中浸泡腐蚀深度mm/年 | 小于80%浓度的硫酸中浸泡腐蚀深度mm/年 |
1 | 0.0132 | 0.1141 |
2 | 0.0114 | 0.1092 |
3 | 0.0126 | 0.1133 |
4 | 0.0122 | 0.1125 |
本发明的铍合金中加入的铜、钴、镍、锰具有较好的物理强度以及硬度,抗拉强度也较好,同时加入的铜、铝、硅、铅使其拥有较好的导电率,以及热传导性能,而且耐磨、耐腐蚀,具有较长的使用寿命。
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 (8)
1.一种铍合金的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1、选料,按重量份称取以下原料:氧化铍10-20份、铜120-150份、钴1-3份、镍1-3份、铝0.3-0.9份、硅0.3-0.9份、铅0.1-0.5份和锰0.1-0.5份;
S2、将氧化铍和铜加入到预热的石墨坩埚内进行加热,且在加热过程中进行抽真空,以10-15℃/min的速度进行升温,直至原料熔化,并保持温度;
S3、将钴、镍、铝、硅、铅、锰预先通过混料机进行均匀混合,混合时间为30-50min,混合后伴随氩气吹送至石墨坩埚内的熔化液中,加入后进行磁力搅拌5-8min,石墨坩埚继续加热升温,直至全部熔化;
S4、待全部熔化后,静置5-10min,待熔化液面气泡消失后,将熔化液进行浇铸,自然冷却后形成铸锭;
S5、将铸锭置于热轧机内进行反复热轧,热轧温度为1200-1400℃,热轧后形成合金带;
S6、将合金带依次切段,冷却至室温后,置于热处理炉内进行表面热处理,热处理炉内的温度为600-800℃,热处理时间为6-8h,且期间由氩气保护;
S7、取出铍合金,自然冷却至常温。
2.根据权利要求1所述的一种铍合金的制备工艺,其特征在于,所述S1中,选料,按重量份称取以下原料:氧化铍10份、铜120份、钴1份、镍1份、铝0.3份、硅0.3份、铅0.1份和锰0.1份。
3.根据权利要求1所述的一种铍合金的制备工艺,其特征在于,所述S1中,选料,按重量份称取以下原料:氧化铍20份、铜150份、钴3份、镍3份、铝0.9份、硅0.9份、铅0.5份和锰0.5份。
4.根据权利要求1所述的一种铍合金的制备工艺,其特征在于,所述S1中,选料,按重量份称取以下原料:氧化铍15份、铜130份、钴2份、镍2份、铝0.5份、硅0.5份、铅0.3份和锰0.3份。
5.根据权利要求1所述的一种铍合金的制备工艺,其特征在于,所述S2中,抽真空至真空度小于0.08MPa。
6.根据权利要求1所述的一种铍合金的制备工艺,其特征在于,所述S3中,送料管中氩气裹挟着混合料吹送至熔化液中,送料管延伸至熔化液底部,且送料管的直径为4-8cm。
7.根据权利要求1所述的一种铍合金的制备工艺,其特征在于,所述S5中,热轧后形成厚度为6-10cm的合金带。
8.根据权利要求1所述的一种铍合金的制备工艺,其特征在于,所述S5中,热轧的速度为0.2-0.4m/s,且热轧的次数为3-5次。
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