CN104046816A - 一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法，其各元素成分的重量百分比如下：Fe 0.3-0.5、Al 0.2-0.3、Sn 0.4-0.6、Cr 0.2-0.4、Ni 0.1-0.2、Be 0.15-0.25、Mo 0.06-0.12、Nd 0.06-0.09、Ta 0.04-0.08、Zr 0.03-0.06、P 0.02-0.03，余量为铜及不可避免的杂质。本发明在保证铜合金线材导电性和切削性的基础上，通过提高Mg元素的含量，添加少量的Nd、Ta、Zr等元素，提高铜合金的机械强度，且具有耐磨性、耐应力腐蚀、耐高温、低成本、加工性能和焊接性能好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法，属于铜合金制造技术领域。
背景技术
铜合金是国民经济的重要材料，具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性，广泛应用于汽车工业中，但是现有的铜合金线材抗拉强度已不能满足高速发展的汽车工业。因此，急需开发一种高强度铜合金线。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法，提高铜合金线材的机械强度。
本发明采用的技术方案如下：
一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1150-1200℃下熔化，然后升温至1240-1280℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1180-1220℃加入精炼剂精炼25-35min，扒渣后保温15-20min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：
Fe 0.3-0.5、Al 0.2-0.3、Sn 0.4-0.6、Cr 0.2-0.4、Ni 0.1-0.2、Be 0.15-0.25、Mo 0.06-0.12、Nd 0.06-0.09、Ta 0.04-0.08、Zr 0.03-0.06、P 0.02-0.03，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）按铜块投料重量的0.2-0.3%向炉中投入Mn-Co-Ge-Ga合金块熔化，合金块中Zr、Cu、Ti、La元素的质量比为2-3：1-2：0.5-1：0.3-0.5，搅拌30-45min；然后调温至1230-1260℃，再加入精炼剂精炼15-25min，除渣后保温10-15min；
（3）连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线；
（4）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以80-100℃/h速率升温至180-220℃，保温4-8h，再以60-70℃/h速率升温至340-360℃，保温2-4h，风冷至150-170℃后放入0-3℃冰水中处理2-3h，取出以100-120℃/h速率升温至240-280℃，保温3-5h，再以70-90℃/h速率升温至450-480℃，保温1-2h；然后以120-150℃/h速率降温至140-160℃，保温3-4h，空冷至室温即可。
一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法，所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：海泡石 3-5、萤石 1-2、蒙脱石 2-3、碳酸钠 3-4、氟硅酸钠 4-6、二硼化钒 2-2.5、刚玉粉 1-2、树木灰烬 2-3、纳米氮化硅 1.5-2.5、硅烷偶联剂KH-550 1-2；b、将海泡石、萤石、蒙脱石混合均匀送入510-540℃下煅烧3-5h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成40-50%的浆液，然后加浓度为10-15%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.5，2000-3000rpm高速研磨20-30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1000-1500rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
本发明的有益效果：
本发明在保证铜合金线材导电性和切削性的基础上，通过提高Mg元素的含量，添加少量的Nd、Ta、Zr等元素，提高铜合金的机械强度，且具有耐磨性、耐应力腐蚀、耐高温、低成本、加工性能和焊接性能好等特点。
具体实施方式
一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1180℃下熔化，然后升温至1250℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1200℃加入精炼剂精炼30min，扒渣后保温20min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Fe 0.3-0.5、Al 0.2-0.3、Sn 0.4-0.6、Cr 0.2-0.4、Ni 0.1-0.2、Be 0.15-0.25、Mo 0.06-0.12、Nd 0.06-0.09、Ta 0.04-0.08、Zr 0.03-0.06、P 0.02-0.03，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）按铜块投料重量的0.2%向炉中投入Mn-Co-Ge-Ga合金块熔化，合金块中Zr、Cu、Ti、La元素的质量比为2：1：0.6：0.4，搅拌30-45min；然后调温至1240℃，再加入精炼剂精炼20min，除渣后保温15min；
（3）连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线；
（4）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以90℃/h速率升温至210℃，保温6h，再以65℃/h速率升温至350℃，保温3h，风冷至160℃后放入2℃冰水中处理3h，取出以120℃/h速率升温至260℃，保温4h，再以80℃/h速率升温至470℃，保温1h；然后以130℃/h速率降温至150℃，保温3h，空冷至室温即可。
一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法，所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：海泡石 5、萤石 1.5、蒙脱石 2、碳酸钠 3、氟硅酸钠 5、二硼化钒 2.5、刚玉粉 1.5、树木灰烬 2、纳米氮化硅 2、硅烷偶联剂KH-550 1.5；b、将海泡石、萤石、蒙脱石混合均匀送入520℃下煅烧4h，取出粉碎过200目筛；加水打浆制成45%的浆液，然后加浓度为15%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5，2000rpm高速研磨30min，用浓度为18%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1000rpm高速搅拌10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
制得的铜合金线经检验，其主要性能为：抗拉强度572Mpa，屈服强度为468Mpa，延伸率22%，导电率IACS（20℃）92%。
Claims (2)
1.一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1150-1200℃下熔化，然后升温至1240-1280℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1180-1220℃加入精炼剂精炼25-35min，扒渣后保温15-20min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：
Mg 0.6-1.2、Fe 0.3-0.5、Al 0.2-0.3、Sn 0.4-0.6、Cr 0.2-0.4、Ni 0.1-0.2、Be 0.15-0.25、Nd 0.06-0.09、Ta 0.04-0.08、Zr 0.03-0.06、P 0.02-0.03，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）按铜块投料重量的0.2-0.3%向炉中投入Mn-Co-Ge-Ga合金块熔化，合金块中Zr、Cu、Ti、La元素的质量比为2-3：1-2：0.5-1：0.3-0.5，搅拌30-45min；然后调温至1230-1260℃，再加入精炼剂精炼15-25min，除渣后保温10-15min；
（3）连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线；
将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以80-100℃/h速率升温至180-220℃，保温4-8h，再以60-70℃/h速率升温至340-360℃，保温2-4h，风冷至150-170℃后放入0-3℃冰水中处理2-3h，取出以100-120℃/h速率升温至240-280℃，保温3-5h，再以70-90℃/h速率升温至450-480℃，保温1-2h；然后以120-150℃/h速率降温至140-160℃，保温3-4h，空冷至室温即可。
2. 根据权利要求1所述的一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法，其特征在于，所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：海泡石 3-5、萤石 1-2、蒙脱石 2-3、碳酸钠 3-4、氟硅酸钠 4-6、二硼化钒 2-2.5、刚玉粉 1-2、树木灰烬 2-3、纳米氮化硅 1.5-2.5、硅烷偶联剂KH-550 1-2；b、将海泡石、萤石、蒙脱石混合均匀送入510-540℃下煅烧3-5h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成40-50%的浆液，然后加浓度为10-15%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.5，2000-3000rpm高速研磨20-30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1000-1500rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140917 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |