【技术实现步骤摘要】
本申请涉及合金材料制备，尤其是涉及一种塑料模具用镍铝青铜合金材料及制备方法。
技术介绍
1、镍铝青铜合金是一种由铝青铜发展起来的合金，在铝青铜中加入镍、铁及锰元素，不仅可以细化晶粒，而且可以抑制有害γ相的形成，因此具有较高的综合力学强度和良好的耐蚀性。随着现代工业的发展和科技的进步，高分子塑料在现代工业和人们日常生活中用途与用量迅猛增长，高分子塑料制品品种日益增多，人们对塑料制品的内在质量、尺寸精度和外观要求也日益提高。传统的铁合金模具材料制作塑料制品成型模具其导热、散热性、使用寿命、加工性、几何尺寸的加工精度和表面光洁度，以及用铁合金模具材料制作塑料制品精度、表面光洁美观、饰纹清晰程度远不及铜合金模具材料。而现有的铜合金一般硬度较低，并不适合作为塑料模具材料，且即使经过其他金属元素掺杂的铜合金能达到高强高硬度，相应的韧性还是达不到要求，从而限制了铜合金在塑料模具领域的应用。现有的铜合金在塑料、电子工业中有了更广泛的应用，因此研究一种适用于塑料模具制备的镍铝青铜合金，对相关产业的发展具有很好的促进作用。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，开发一种耐腐蚀性好、耐磨性好、硬度高的塑料模具用镍铝青铜合金材料，本申请提供了一种塑料模具用镍铝青铜合金材料及制备方法。
2、第一方面，本申请提供了一种塑料模具用镍铝青铜合金材料，所述镍铝青铜合金材料的原料含有的元素及质量百分比包括：al 8.3-8.8％，ni 3.0-4.0％，fe 3.5-4.5％，mn 2.8-3.5％，余
3、进一步的，所述镍铝青铜合金材料的原料含有的元素及质量百分比包括：al 8.3-8.8％，ni 3.0-4.0％，fe 3.5-4.5％，mn 2.8-3.5％，ti 1.1-1.6％，la 0.3-0.6％，sr0.02-0.12％，余量为铜。
4、通过采用上述技术方案，本申请中，对镍铝青铜合金材料中的基本元素al、ni、fe、mn的质量百分比进行微调，适当减少al和ni元素的含量，可以减少合金基体材料中强度较高的κⅱ和κⅲ含量和增加基体材料中α相与β’相的含量，从而增强镍铝青铜合金材料的延伸率和可塑性。而fe、mn元素在镍铝青铜合金的制造过程中对细化晶粒有一定促进作用，能够在维持合金基体材料的延伸率不下降的前提下提高强度。在合金基体材料中掺入ti元素、la元素和sr元素，一方面可以细化晶粒达到改善力学性能的作用，另一方面可以促进制得的镍铝青铜合金材料表面合金的致密度，进而提高制得的镍铝青铜合金材料的防腐性。
5、第二方面，本申请提供了上述塑料模具用镍铝青铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：
6、s1、原料预处理：将原料置于真空熔炼室进行熔炼，升温，热轧，拉拔，退火，浸蚀，清洗，干燥，制得镍铝青铜焊丝；
7、s2、启动激光增材制造系统，运行控制程序，输送步骤s1制得的镍铝青铜焊丝，在基板表面逐层沉积，制得镍铝青铜成型件，采用激光增材制造系统进行激光增材制造的工艺参数为：激光功率：2000-3000w，焊丝与水平基板夹角为20-35°，焊丝干伸长10-15mm，出丝速度10-24mm/s，激光束扫描速度为5-13mm/s，层高0.2-0.3mm，气体流量为4-6l/min；
8、s3、将所述步骤s2制得的镍铝青铜成型件进行热处理，制得镍铝青铜合金材料，所述热处理包括以下步骤：
9、1)退火处理：在600-640℃下保温2-3.5h，随炉冷却；
10、2)时效处理：在850-900℃下保温3.5-4.5h，淬火；之后在400-450℃下保温1h，随炉冷却。
11、通过采用上述技术方案，将激光增材制造技术制得的镍铝青铜成型件进行特定工艺的热处理，使镍铝青铜合金材料的显微组织呈现出片层状马氏体和富含纳米析出的魏氏体α相的混合组织，同时还弥散分布着高密度κⅱ和κⅲ，从而使本申请制得的镍铝青铜合金材料在保留较好强度的同时还具有较好的韧性，从而使制得的塑料模具有更长的使用寿命。
12、可选的，所述步骤s1中，原料预处理包括以下步骤：
13、a：将原料置于真空熔炼室，在1050-1150℃下熔炼40-60min，制得合金液；
14、b：将步骤a中制得的合金液升温至1100-1300℃，进行水平连铸，制得棒料，热轧，酸洗，制得合金棒材；
15、c：将步骤b中制得的合金棒材矫直、涂润滑油，进行拉拔，退火，随炉冷却，定径，刮削，制得合金丝材；
16、d：将步骤c中制得的合金丝材进行浸蚀，清洗、干燥，涂覆复合涂层，烘干，制得镍铝青铜焊丝。
17、可选的，所述步骤d中，将合金丝材浸泡于浸蚀剂中进行浸蚀，所述浸蚀剂包括5-8wt％的柠檬酸、2-5wt％的硫酸和2-3wt％的三乙醇胺。
18、可选的，所述步骤d中，复合涂层包括重量比为2-5：2-3的粘结剂和金属粉体，所述金属粉体包括tio2和ceo2。
19、通过采用上述技术方案，本申请中使用特定工艺制得的镍铝青铜焊丝，具有较好的加工性能，焊丝成分的均匀性和稳定性较好，有利于制备出性质均一性较好的镍铝青铜合金材料。
20、可选的，所述步骤s1中，所述原料包括纯铝、纯铁、纯镍、纯锰和纯铜。
21、可选的，所述步骤s2中，对基板进行表面处理，依次进行清洗、打磨、清洗、烘干。
22、可选的，所述步骤s3中，激光增材制造过程中，控制焊丝和激光束在基板的一层开始，逐层往复式堆积，每层焊丝和激光束抬高均设定为3.0mm，层间停留冷却时间10s。
23、综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
24、1、由于本专利技术采用特定的元素配比，结合先进的激光增材制造技术，制得的镍铝青铜合金材料具有较好的机械性能以及优异的耐腐蚀性和耐磨性，非常适用于塑料模具的制造。
25、2、本专利技术中优选采用特定的热处理工艺，进一步提升了材料的综合性能，延长了模具的使用寿命，提高了生产效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种塑料模具用镍铝青铜合金材料，其特征在于，所述镍铝青铜合金材料的原料含有的元素及质量百分比包括：Al 8.3-8.8%，Ni 3.0-4.0%，Fe 3.5-4.5%，Mn 2.8-3.5%，余量为铜。
2.根据权利要求1所述的塑料模具用镍铝青铜合金材料，其特征在于，所述镍铝青铜合金材料的原料含有的元素及质量百分比包括：Al 8.3-8.8%，Ni 3.0-4.0%，Fe 3.5-4.5%，Mn2.8-3.5%，Ti 1.1-1.6%，La 0.3-0.6%，Sr 0.02-0.12%，余量为铜。
3.一种权利要求1-2任一项所述的塑料模具用镍铝青铜合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的塑料模具用镍铝青铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，原料预处理包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的塑料模具用镍铝青铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤d中，将合金丝材浸泡于浸蚀剂中进行浸蚀，所述浸蚀剂包括5-8wt%的柠檬酸、2-5wt%的硫酸和2-3wt%的三乙醇胺。
6.
7.根据权利要求3所述的塑料模具用镍铝青铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述原料包括纯铝、纯铁、纯镍、纯锰和纯铜。
8.根据权利要求3所述的塑料模具用镍铝青铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，对基板进行表面处理，依次进行清洗、打磨、清洗、烘干。
9.根据权利要求3所述的塑料模具用镍铝青铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，激光增材制造过程中，控制焊丝和激光束在基板的一层开始，逐层往复式堆积，每层焊丝和激光束抬高均设定为3.0mm，层间停留冷却时间10s。
...【技术特征摘要】
1.一种塑料模具用镍铝青铜合金材料，其特征在于，所述镍铝青铜合金材料的原料含有的元素及质量百分比包括：al 8.3-8.8%，ni 3.0-4.0%，fe 3.5-4.5%，mn 2.8-3.5%，余量为铜。
2.根据权利要求1所述的塑料模具用镍铝青铜合金材料，其特征在于，所述镍铝青铜合金材料的原料含有的元素及质量百分比包括：al 8.3-8.8%，ni 3.0-4.0%，fe 3.5-4.5%，mn2.8-3.5%，ti 1.1-1.6%，la 0.3-0.6%，sr 0.02-0.12%，余量为铜。
3.一种权利要求1-2任一项所述的塑料模具用镍铝青铜合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的塑料模具用镍铝青铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，原料预处理包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的塑料模具用镍铝青铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述步...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐德文，
申请(专利权)人：广东润德利科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。