一种调幅分解型高强铜镍锡合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105714148A(43)申请公布日2016.06.29(21)申请号201610280996.5(22)申请日2016.04.29(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人张卫文赵超罗宗强张大童杨超(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人谢静娜(51)Int.Cl.C22C9/06(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22F1/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种调幅分解型高强铜镍锡合金及其制备方法(57)摘要本发明公开一种调幅分解型高强铜镍锡合金及其制备方法，合金中含有Cu和以下添加元素，各添加元素及其质量百分比具体如下：14.0～16.0％Ni，7.0～9.0％Sn，0.1～0.3％Si，0.02～0.10％Ti。其制备方法是：先配料，然后采用非真空电炉进行熔炼，再进行热挤压，最后进行热处理成型。本调幅分解型高强铜镍锡合金具有优异的力学性能，且其制备方法简单易行，与三元Cu-15Ni-8Sn合金相比，本发明的合金材料具有更优异的强韧性，可应用于制造在苛刻工况下工作的零件，如在易腐蚀环境下承受高速和重载的轴承等。CN105714148ACN105714148A权利要求书1/1页1.一种调幅分解型高强铜镍锡合金，其特征在于，合金材料中含有Cu和以下添加元素，各添加元素及其质量百分比具体如下：Ni：14.0～16.0％，Sn：7.0～9.0％，Si：0.1～0.3％，Ti：0.02～0.10％。2.根据权利要求1所述一种调幅分解型高强铜镍锡合金，其特征在于，所述合金材料中所用各原料的质量百分比如下：Ni为15.00％，Sn为8.0％，Si为0.10％，Ti为0.02％，余量为Cu。3.根据权利要求1所述一种调幅分解型高强铜镍锡合金，其特征在于，所述合金材料中所用各原料的质量百分比如下：Ni为15.00％，Sn为8.0％，Si为0.20％，Ti为0.10％，余量为Cu。4.根据权利要求1所述一种调幅分解型高强铜镍锡合金，其特征在于，所述合金材料中所用各原料的质量百分比如下：Ni为15.00％，Sn为8.0％，Si为0.30％，Ti为0.10％，余量为Cu。5.权利要求1～4任一项所述一种调幅分解型高强铜镍锡合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配料：按各原料的质量百分比称取相应的原料；(2)熔炼：采用非真空电炉进行熔炼，先加入Cu和Ni；待Cu熔化后，加入覆盖剂；待Cu和Ni全部熔化后，加入Sn和Si，并通入氩气精炼除气；扒渣后加入Ti并搅拌均匀，在1250～1265℃出炉浇铸；(3)热挤压：在820～840℃均匀退火后进行热挤压成型，此时挤压锭温度为870～920℃，挤压筒的温度为400～450℃；(4)热处理：挤压材经800～820℃固溶处理1小时后，进行水淬，然后在380～420℃时效4小时。6.根据权利要求5所述一种调幅分解型高强铜镍锡合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，覆盖剂中的各成分及其质量百分比为：50％的玻璃、25％的Na2CO3和25％的CaF2。7.根据权利要求5所述一种调幅分解型高强铜镍锡合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，热挤压时的挤压比为17。2CN105714148A说明书1/5页一种调幅分解型高强铜镍锡合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属新材料技术领域，特别涉及一种调幅分解型高强铜镍锡合金及其制备方法。背景技术[0002]Cu-Ni-Sn合金因具有很好的强韧性、优异的耐蚀性、良好的耐磨性、优良的弹性导电稳定性及热应力松弛性能等，被认为是具有广阔发展前景的新一代高性能铜合金。[0003]作为一种调幅分解(Spinodal分解)强化型合金，Cu-Ni-Sn合金的强韧性主要由合金成分、制备工艺和热处理工艺决定。其中，进行成分优化设计是改善这类合金性能的一个重要途径。已有研究表明，Cu-Ni-Sn合金的强度随着Ni和Sn元素含量的增加而提高，且在Ni含量为15wt％和Sn含量8wt％时达到峰值。因此，在主成分Cu-15Ni-8Sn的基础上添加微量合金元素来提升合金性能是该类合金研究的一个重要方向。例如，U.S.PatentNo.426043和U.S.PatentNo.405220在Cu-Ni-Sn合金中加入第四组元，如加入15％Fe、10％Zn或15％Mn，替换部Cu而降低成本；加入0.05-0.2％Zr防止铸锭热加工中表面开裂；0.1-0.3％Nb或0.5-1.0％Cr能够提高合金变形后的塑性；添加0.195％Nb，经过适当热处理工艺后，合金抗拉强度及延伸率均有效提高