專利名稱：一種銅合金材料及其生產方法
技術領域：
本發明屬于材料領域，特別是指一種銅合金材料及其生產方法。
背景技術：
銅及銅合金，由于其具有良好的耐蝕性、導電性、導熱性及無磁性等性能，被廣泛應用于各種電氣工程、發電機、電動機等領域，已經成為現代工業的重要材料之一。但普通的銅及銅合金也存在明顯的缺陷，就是力學性能不佳。為了克服這一缺陷，現有技術提出在純銅中加入適量的鎳、錳、鐵元素形成新型的銅合金，這樣的銅合金有著優良的力學性能，并在耐高溫方面的性能也表現較好。但現使用的銅鎳錳鐵合金的組織中晶粒不均勻，在有高的力學性能及高溫工作時容易發生組織改變。現也有技術提出了一種銅鎳錳鐵合金，能夠解決這類合金中料晶粗細不均勻問題，并能夠·在高溫下保持組織的穩定性，在該技術方案中是采用按質量百分比計算為19% -21%的鎳、20% -22%的錳、4% -5%的鐵、0% -1. 5%的鈦及余量的銅。這樣的材料組成生產的銅合金的晶粒均勻方面要好的很多，但為了增加銅合金的強度，加入了金屬鐵，因為鐵與銅之間的融合性差，在組織內部容易出現界層現象，并因為在實際生產中，鐵中均含有一定的碳元素，并在鈦的作用下以球形石墨狀態存在于組織結構內，而這些因素會影響到銅合金的電導率。
發明內容
本發明的目的是對現有銅合金的生產方法提出一改進方案，通過該方案能夠克服現銅鎳錳合金的缺陷，在保證現銅錳鎳合金的性能前提下降低生產成本。本發明是通過以下技術方案實現的一種銅合金材料，按質量百分比由以下組分組成18. 7%的鎳、23. 2%的錳、6. 3%的鐵、0. 03%的鈮、0. 12%的鈦及余量的銅。所述的鐵和鈮以鈮鐵合金方式按組成加入銅合金材料中。一種銅合金材料生產方法，包括以下步驟I)、按質量百分比由以下組分組成準備材料18. 7%的鎳、23. 2%的錳、6. 3%的鐵、0. 03%的鈮、0. 12%的鈦及余量的銅；2)、按銅合金中各材料的比例來制備鐵鈮合金，然后加工成粉末；3)、按銅合金中各材料的比例來準備鎳粉、錳鈦、鈦粉，按質量百分比由以下組分組成18. 7%的鎳、23. 2%的錳、0. 12%的鈦及余量的銅；4)、將先期加工的鐵鈮合金粉末同鎳粉、錳粉及鈦粉在恒溫混料機中無氧條件下混料0. 5-1小時；5)、將上述材料在真空度不超過0. 6kpa的條件下熔煉，制得銅合金體。在熔煉時，首先在50±5分鐘內由室溫升溫到900-1000°C，然后在20-30分鐘內由900-1000°C升溫到1200-1300°C，保溫60-120分鐘，在保溫過程最后期，向爐體施加一勻速旋轉電磁場5分鐘然后開始降溫，在60±10分鐘內將爐溫由1200-1300°C降低到800-850°C，然后用90±5°C恒溫水冷卻到300°C后自然冷卻。本發明同現有技術相比的有益效果是通過使用鈮鐵合金的方式加入鈮后增加了鐵和銅之間的融熔界面強度，并且鈮的使用使銅合金的晶粒更加細致均勻。
具體實施例方式以下詳細描述本發明的實施例。 首先按銅合金中各材料的比例來制備鐵鈮合金，鐵鈮合金的制備為現有技術，在此不進行詳細說明，然后加工成粉末，在工業生產中以不大于10立方厘米為基準。其次按銅合金中各材料的比例來準備鎳粉、錳鈦、鈦粉，按質量百分比由以下組分組成18. 7%的鎳、23. 2%的錳、0. 12%的鈦及余量的銅。在制備過程中，各材料的誤差不超過0. 3%,否則會影響到銅合金的品質。并將先期加工的鐵鈮合金粉末同鎳粉、錳粉及鈦粉在恒溫混料機中無氧條件下混料0.5-1小時。在實際生產中，不需要進行混料，但布料順序為在爐底放置鐵鈮合金，然后放置鎳塊、錳塊、鈦粉最上層放置銅塊。將上述材料在真空度不超過0.6kpa的條件下熔煉，制得銅合金體。在熔煉時，首先在50±5分鐘內由室溫升溫到900-1000°C，然后在20-30分鐘內由900-1000°C升溫到1200-1300°C，保溫60-120分鐘，在保溫過程最后期，向爐體施加一勻速旋轉電磁場5分鐘然后開始降溫，在60± 10分鐘內將爐溫由1200-1300°C降低到800-850°C，然后用90±5°C恒溫水冷卻到300 °C后自然冷卻。
權利要求
1.ー種銅合金材料，其特征在干，按質量百分比由以下組分組成18. 7 %的鎳、23. 2 %的錳、6. 3%的鐵、0. 03%的鈮、0. 12%的鈦及余量的銅。
2.根據權利要求1所述的銅合金材料，其特征在于所述的鐵和鈮以鈮鐵合金方式按組成加入銅合金材料中。
3.ー種銅合金材料生產方法，其特征在于，包括以下步驟 1)、按質量百分比由以下組分組成準備材料18.7%的鎳、23. 2%的錳、6. 3%的鉄、0.03%的鈮、0. 12%的鈦及余量的銅； 2)、按銅合金中各材料的比例來制備鐵鈮合金，然后加工成粉末； 3)、按銅合金中各材料的比例來準備鎳粉、錳鈦、鈦粉，按質量百分比由以下組分組成18.7%的鎳、23. 2%的錳、0. 12%的鈦及余量的銅； 4)、將先期加工的鐵鈮合金粉末同鎳粉、錳粉及鈦粉在恒溫混料機中無氧條件下混料0.5-1小時； 5)、將上述材料在真空度不超過0.6kpa的條件下熔煉,制得銅合金體。
4.根據權利要求3所述的銅合金材料生產方法，其特征在于，在熔煉吋，首先在50±5分鐘內由室溫升溫到900-1000°C，然后在20-30分鐘內由900-1000°C升溫到1200_1300°C，保溫60-120分鐘，在保溫過程最后期，向爐體施加ー勻速旋轉電磁場5分鐘然后開始降溫，在60±10分鐘內將爐溫由1200-1300°C降低到800-850°C，然后用90±5°C恒溫水冷卻到300°C后自然冷卻。
全文摘要
本發明涉及一種銅合金材料及其生產方法，按質量百分比由以下組分組成18.7％的鎳、23.2％的錳、6.3％的鐵、0.03％的鈮、0.12％的鈦及余量的銅。通過使用鈮鐵合金的方式加入鈮后增加了鐵和銅之間的融熔界面強度，并且鈮的使用使銅合金的晶粒更加細致均勻。
文檔編號C22C1/03GK103031467SQ20121040764
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月22日 優先權日2012年10月22日
發明者虞海香 申請人:虞海香