一种高导易切削耐高耐候性铜合金材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种高导易切削耐高耐候性铜合金材料的制备方法，步骤：（1）合金制备,铜锆（CuZr）合金和铜碲（CuTe）合金；（2）熔炼：将阴极铜升温熔化；加入锂铜脱氧—碲铜合金—铜锆合金。方式：使用石墨钟罩。升温至1300

【技术实现步骤摘要】
一种高导易切削耐高耐候性铜合金材料的制备方法


[0001]本专利技术属于合金材料制备
，具体涉及一种高导易切削高耐候性铜合金材料的制备方法。

技术介绍

[0002] 随着科学技术的不断进步，市场对铜合金材料的需求也随之增大。特别是对高导易切削高耐候性的铜合金材料。目前研究学者对该铜合金材料进行了研究，强化方法主要为合金法和复合材料法：合金化法在一定程度上牺牲导电率的方法来提高力学性能，从而提升切削性，无法真正达到二者兼顾的结果。合金化法制备的铜合金导电率一般不超过80%IACS,且需要加入价格昂贵的Cr、Ni金属，其工艺复杂，工业化应用及生产困难，复合材料法加工工艺十分繁琐，生产成本较高，目前仍处于实验研究阶段。
[0003] 因此，能否提供一种高导易切削高耐候性的铜合金材料的制备方法，提高导电率的同时，还能有良好的切削性，耐大气腐蚀性，实现其应用的扩展，成为急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是解决上述技术问题,而提供一种高导易切削高耐候铜合金材料的制备方法，易提供一种既能满足高导电率、易切削，又能够满足高耐候性的制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种高导易切削高耐候性铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：（1）铜锆（CuZr）中间合金制备；为达到向该高导易切削耐高温铜合金材料中引入Zr元素的目的，必须先制备CuZr中间合金。以制备得到的CuZr中间合金的质量为100%，称量81%~85%质量的A级阴极铜和21~25%质量的纯度高于99.99%的海绵锆,计算烧损量为3%；将称量好的A级阴极铜和海绵锆置于25L容积的真空中频炉坩埚中，加入厚度50mm的纯度99.99%的鳞片石墨粉作覆盖剂；开启真空中频炉真空泵，使炉腔真空，真空度不低于
‑
0.1MPa；开启真空中频炉加热机构对装有内容物的坩埚进行加热，升温至1230~1250℃，待坩埚内物质熔化后保温30min；保温结束后，在保持真空的前提下在真空腔内倾倒坩埚，将CuZr合金液倒入水冷钢模中冷却，即得到CuZr中间合金,该中间合金中Zr%≥15%，余量为Cu。
[0006]（2）CuTe中间合金制备：以制备得到的CuTe中间合金的质量为100%，称量81%~85%质量的A级阴极铜和21~25%质量的纯度高于99.99%的碲锭，计算1%的质量为烧损量；将称量好的A级阴极铜和海绵锆置于25L容积的真空中频炉坩埚中，加入厚度50mm的纯度99.99%的鳞片石墨粉作覆盖剂；开启真空中频炉真空泵，使炉腔真空，真空度不低于
‑
0.1MPa；开启真空中频炉加热机构对装有内容物的坩埚进行加热，升温至1230~1250℃，待坩埚内物质熔化后保温30min；保温结束后，在保持真空的前提下在真空腔内倾倒坩埚，将CuTe合金液倒入水冷钢模中冷却，即得到CuTe中间合金，该中间合金中Te%≥20%，余量为Cu。
[0007]（3）熔炼：制得CuTe和CuZr中间合金后，使用A级阴极铜、CuTe中间合金、CuZr中间合金和纯度99.99%的金属锂为主要原料制备该高导易切削耐高温铜合金材料铸锭。按元素质量分数为Zr%=0.15~0.30%，Te%=0.05~0.20%，Li=0.0040%~0.0120%，Cu为余量，称量各中间合金、金属锂和A级阴极铜。使用750kg工频炉为熔炼设备，丝杆式半连铸机为铸造设备；使用精制木炭和99.99%纯度鳞片石墨粉为覆盖剂；开启工频炉熔化A级阴极铜，熔化过程中炉内覆盖50mm以上厚度的覆盖剂用以隔绝空气；当炉内A级阴极铜完全熔化后，升温至1250
±
10℃，向炉内加入50%金属锂，再加入CuTe中间合金，再加入CuZr中间合金，再加入剩余50%金属锂，每次加料间隔时间10min。完成合金及中间合金添加后，升温至1300
±
10℃，保温15~30min后，降温至1200℃~1240℃，使用丝杆式半连铸机进行连铸，根据需要将合金液铸造成为φ100~φ120mm，长度6000~8000mm的铸锭。
[0008]（4）挤压：将步骤（3）所得铜合金铸锭放入感应加热炉中，加热温度800
±
25℃；保温30~45min，然后进行挤压变形加工；（5）酸洗及液压拉拔；对步骤（4）所得的坯料酸洗，洗去表面氧化物，然后进行液压拉拔；（6）将（5）拉拔变形后的型材进行校直、定尺和精抛，记得；所述铜合金材料的元素组成按重量百分比计为： Zr 0.15~0.30%； Te 0.05~0.20%； Li 0.0040%~0.0120%; Cu余量； 本专利技术通过制备铜铬（CuZr）中间合金、铜碲（CuTe）中间合金，并设计了一种适合于所述铜合金材料的制备工艺，不仅能够很好满足工业化生产应用，同时所得铜合金材料的导电率、切削性、耐候性均得到大幅度提升。
[0009]进一步的是，步骤（1）（2）（3）中所述覆盖剂为木炭、石墨鳞片或者石墨粉的一种。
[0010]进一步的是，所述的锆铜中间合金的锆：锆含量Zr%≥15%。
[0011]进一步的是，所述的碲铜中间合金的碲：碲含量Te%≥20%。
[0012]进一步的是，所述的锂铜中间合金的碲：锂含量Li%≥20%。
[0013]进一步的是，所述挤压变形加工是在800卧式挤压机上进行，其设备规格为8.0MN.进一步的是，所述挤压为采用反向挤压方式，挤压温度为800
±
25℃。水封挤压。
[0014]进一步的是，所述酸洗为将挤压后所得坯料置于浓度为15%~20%的硫酸槽内酸洗。
[0015]进一步的是，所述液压拉拔是在液压拉拔机进行，其设备规格为0.6MN。
[0016]进一步的是，所述液压拉拔模规格为φ5~φ55，材质：合金拉拔模或金刚石涂层拉拔模。
[0017]由于本专利技术采用上述制备方法，实现了以下有益效果；（1）本专利技术方法所得的铜合金材料的导电率高于90%以上；（2）本专利技术方法所得的铜合金材料切削性高于同等状态下HPb63~3材料的85%，40%的变形量时强度大于350MPa；（3）本专利技术方法所得的铜合金材料，在30℃，湿度高于85%的条件下，所制备的材料在90天时间内表面不发生明显变色、氧化；
（4）本专利技术方法所得的铜合金材料，在经800℃，常压30%氢气氛围条件处理1h,材料硬度不低于HV50,表面不出现明显氢脆裂纹。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及要点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本专利技术进行解释和说明，并不用于限定本专利技术。本领域技术人员根据上述
技术实现思路
所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。
[0019]实施例1 一种高导易切削高耐候性铜合金材料，其元素组成按重量百分比计为：Zr 0.2%；Te 0.1%；Li 0.0070%；Cu余量； 上述铜合金材料的制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导易切削耐高耐候性铜合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）中间合金的制备：（2）熔炼：按照相应重量百分比计，将纯度为99.99%以上的阴极铜加入熔炼炉中，在覆盖剂覆盖保护下升温熔化；待阴极铜完全熔化后，按锂所占得比列加入50%锂铜中间合金脱氧，控制炉温至1150℃，保温静置后加入碲铜中间合金CuTe,控制炉温至1250℃，保温静置后加入锆铜中间合金，完全熔化后，搅拌熔池，最后加入50%锂铜中间合金，每次加料的时间间隔为10min。2.升温至1300
±
10℃，保温15~30min后，调整炉温为1200℃~1240℃，多次烘烤炉头后用水冷浇铸成锭。3.（3）挤压；将步骤（2）所得的铜合金铸锭放入感应加热炉中，加热至800℃，保温30min后，进行水封挤压变形加工。4.（4）酸洗和液压拉拔，对于步骤（3）所得挤压坯料进行酸洗，洗去表面氧化物，然后进行液压拉拔，所述液压拉拔的拉拔模具金刚石涂层冷拉伸模具。5.（5）将上述拉拔变形后的棒材进行校直、抛光和定尺，即得，所述高导易切削耐高耐候性铜合金材料的元素组成按重量百分比计为：Te=0.05%~0.20%，Li=0.0040%~0.0120%，Zr=0.15%~0.30%，Cu为余量。6.根据权利要求1所述的铜合金材料的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯龙超，
申请(专利权)人：成都云鑫有色金属有限公司，
类型：发明
国别省市：