專利名稱：一種高強高導電易切削銅合金材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉涉及一種高強高導電易切削銅合金材料及其制備方法。屬于合金材料的制備領域。
背景技術：
隨著人類社會的不斷發展，科技日新月異，大量的高新精密設備儀器對其所使用的零部件提出了極高的要求，尤其是在使用強度，電導率及切削性方面。高的使用強度，決定了材料的耐磨性及機械使用壽命，電導率決定了材料在作為零部件時對電信號的傳導性能及散熱性。電導率越高，對電信號衰減作用越小，散熱性能越好；切削性，決定了材料是否可以進行精密加工，在當今設備小型化，設備制造自動化的大趨勢下，材料是否可以進行精密加工便顯得非常重要。滿足上述要求的銅合金材料，廣泛應用于電子接插件、航空連接器、耐磨零部件等領域。傳統意義上，人們使用鈹銅材料作為主要制備材料，國內牌號主要有QBe2，QBel.7,QBel.9。鈹銅材料的使用強度，可達到IOOOMPa以上，但是其導電率低下，通常不足20%，切削性不佳，與HPb63-3相比不足20%。同時，由于鈹元素為稀缺元素，鈹的氧化物有劇毒，因此熔煉僅能采用真空熔煉，技術復雜，危害性大且成本高昂。為進行產品升級，技術換代，國家在十二五發展規劃中明確提出了研發新興高強高導無毒銅合金材料以取代鈹銅材料的要求，筆者及所在的四川鑫炬礦業資源開發股份有限公司積極相應號召，以四川所 特有的稀土資源為依托，開發出了擁有完全自助知識產權的高強高導易切削銅合金材料。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足而提供高導電易切削銅合金材料及其制備方法。其特點是以工業純銅為基體，添加適量的Pb、N1、P、R (稀土元素)，制備多元銅合金材料，以滿足應用行業對高強高導易切削銅合金材料的需求。其中合金元素鎳在其中與銅行程連續固溶體，極大地增加了合金材料的強度，合金元素鉛為顆粒狀分布于晶界上，潤滑晶界增加其切削性能，合金元素稀土則進一步細化晶粒，強化晶界，使合金材料整體性能得到極大提升該銅合金的制備方法包括熔煉，擠壓，清洗，冷加工與退火等加工步驟，具有簡單易行、節約成本、節能環保的優點。本發明的目的由以下技術措施實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為質量份數。高強高導電易切削銅合金材料的化學成分按重量百分比計為:
權利要求
1.一種高強高導電易切削銅合金材料，其特征在于該銅合金材料的化學成分按重量百分比計為:Pb 0.6 1.5Ni 0.6 1.5P 0.1 0.5R 0.01 0.05Cu 余量 R為微量元素鑭或鈰中的一種或二種。
2.如權利I所述高強高導電易切削銅合金材料的制備方法，其特征在于該方法包括 以下步驟: (1)熔煉 將鉛0.6 1.5 wt%,鎳0.6 1.5 wt%及余量銅,加入熔煉爐中，在木炭保護條件下，升溫至1100 1300°C，使所有組分熔融形成合金熔液，待熔液澄清后，加入CuP14中間合金0.1 0.5 wt%及微量元素鑭或鈰0.01 0.05 wt%，保溫15 20min，用水冷澆鑄成錠，得到的鑄錠表面必須光滑，無氣孔，無夾雜，無肉眼可見缺陷； (2)擠壓 將上述熔煉的銅合金鑄錠，經車削定徑后放入加熱爐中，加熱至溫度為750 850°C，保溫0.5 lh，再將鑄錠取出，置入臥式擠壓機內進行擠壓變形加工，得到各類型材的擠壓坯； (3)清洗 將上述擠壓坯置于濃度為15 20%的硫酸槽內酸洗，洗去表面上的氧化層，該銅合金表面應呈淡紅色，類似于普通純銅表面； (4)冷拉加工與退火 為得到一定強度的銅合金材料，必須將上述清洗后的擠壓坯進行冷拉加工，進行冷拉加工前的擠壓坯與冷拉加工后的冷拉型材之間的變形量不低于60%，由于冷拉變形量較大，因此每進行一次20% 30%冷拉變形后，再進行一次退火處理，退火溫度600°C 700°C，保溫時間15 20min ； (5)退火與矯直 將上述冷拉變形后的型材置于退火爐內，于溫度200 300°C退火去應力；然后在矯直設備上進行矯直處理 (6)樣品檢測，成品包裝入庫 樣品進行物理性能和機械加工性能檢測，成品包裝入庫。
3.如權利要求2所述高強高導電易切削銅合金材料的制備方法，其特征在于熔煉爐為中頻爐、半連續工頻爐或水平連鑄爐中的任一種。
4.如權利要求2所述高強高導電易切削銅合金材料的制備方法，其特征在于擠壓加熱為中頻感應加熱、電阻絲加熱、燃油加熱或燃氣加熱中的任一種。
全文摘要
本發明公開了一種高強高導易切削銅合金材料及其制備方法，其特點是該銅合金的化學成分按重量百分比計為 Pb0.6～1.5，Ni0.6～1.5，P0.1～0.5，R0.01～0.05，Cu余量，R為微量元素鑭或鈰中的一種或二種。其制備方法包括熔煉，擠壓，清洗，冷加工與退火步驟。其加工成的棒線材產品抗拉強度550～620MPa，屈服強度490～560MPa，電導率≥50%IACS，切削加工性能70%(以HPb63-3為100%相比較)，延伸率≥3%。該銅合金材料具有高強高導易切削等性能，生產過程無毒環保，可取代生產過程有劇毒物質產生的鈹銅合金材料使用。
文檔編號C22C1/03GK103074518SQ20131005356
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月19日 優先權日2013年2月19日
發明者侯龍超, 侯仁義, 馮春發 申請人:四川鑫炬礦業資源開發股份有限公司