一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410246058.4

申请日:

2014.06.05

公开号:

CN104046816A

公开日:

2014.09.17

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C22C 1/02申请公布日:20140917|||实质审查的生效IPC(主分类):C22C 1/02申请日:20140605|||公开

IPC分类号:

C22C1/02; C22C1/06; C22C9/00; C22F1/08; B21C37/04

主分类号:

C22C1/02

申请人:

锐展(铜陵)科技有限公司

发明人:

徐泽军

地址:

244061 安徽省铜陵市经济技术开发区黄山大道

优先权:

专利代理机构:

安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112

代理人:

方琦

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内容摘要

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。

权利要求书

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。

说明书

一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法
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%。

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1、10申请公布号CN104046816A43申请公布日20140917CN104046816A21申请号201410246058422申请日20140605C22C1/02200601C22C1/06200601C22C9/00200601C22F1/08200601B21C37/0420060171申请人锐展(铜陵)科技有限公司地址244061安徽省铜陵市经济技术开发区黄山大道72发明人徐泽军74专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人方琦54发明名称一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法57摘要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。

2、下FE0305、AL0203、SN0406、CR0204、NI0102、BE015025、MO006012、ND006009、TA004008、ZR003006、P002003,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。51INTCL权利要求书1页说明书2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页10申请公布号CN104046816ACN104046816A1/1页21一种汽车工业用高。

3、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11501200下熔化,然后升温至12401280,加入相关合金配料成分,搅拌均匀,待全部熔化后,调温至11801220加入精炼剂精炼2535MIN,扒渣后保温1520MIN;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MG0612、FE0305、AL0203、SN0406、CR0204、NI0102、BE015025、ND006009、TA004008、ZR003006、P002003,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。

4、0203向炉中投入MNCOGEGA合金块熔化,合金块中ZR、CU、TI、LA元素的质量比为23120510305,搅拌3045MIN;然后调温至12301260,再加入精炼剂精炼1525MIN,除渣后保温1015MIN;(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80100/H速率升温至180220,保温48H,再以6070/H速率升温至340360,保温24H,风冷至150170后放入03冰水中处理23H,取出以100120/H速率升温至240280,保温35H,再以7090/H速率升温至450480,保温12H;然后以120150/H速率降温。

5、至140160,保温34H,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35、萤石12、蒙脱石23、碳酸钠34、氟硅酸钠46、二硼化钒225、刚玉粉12、树木灰烬23、纳米氮化硅1525、硅烷偶联剂KH55012;B、将海泡石、萤石、蒙脱石混合均匀送入510540下煅烧35H,取出粉碎过200300目筛;加水打浆制成4050的浆液,然后加浓度为1015的盐酸溶液调节浆液PH4555,20003000RPM高速研磨2030MIN,用浓度为1520的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性,喷雾干燥得粉末,。

6、再加入其余原料,10001500RPM高速搅拌510MIN,烘干,粉碎,过300400目筛即可。权利要求书CN104046816A1/2页3一种汽车工业用高强度铜合金线的制备方法技术领域0001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0002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0003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。0004本发明。

7、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11501200下熔化,然后升温至12401280,加入相关合金配料成分,搅拌均匀,待全部熔化后,调温至11801220加入精炼剂精炼2535MIN,扒渣后保温1520MIN;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FE0305、AL0203、SN0406、CR0204、NI0102、BE015025、MO006012、ND006009、TA004008、ZR003006、P002003,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。

8、补料;(2)按铜块投料重量的0203向炉中投入MNCOGEGA合金块熔化,合金块中ZR、CU、TI、LA元素的质量比为23120510305,搅拌3045MIN;然后调温至12301260,再加入精炼剂精炼1525MIN,除渣后保温1015MIN;(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80100/H速率升温至180220,保温48H,再以6070/H速率升温至340360,保温24H,风冷至150170后放入03冰水中处理23H,取出以100120/H速率升温至240280,保温35H,再以7090/H速率升温至450480,保温12。

9、H;然后以120150/H速率降温至140160,保温34H,空冷至室温即可。0005一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35、萤石12、蒙脱石23、碳酸钠34、氟硅酸钠46、二硼化钒225、刚玉粉12、树木灰烬23、纳米氮化硅1525、硅烷偶联剂KH55012;B、将海泡石、萤石、蒙脱石混合均匀送入510540下煅烧35H,取出粉碎过200300目筛;加水打浆制成4050的浆液,然后加浓度为1015的盐酸溶液调节浆液PH4555,20003000RPM高速研磨2030MIN,用浓度为1520的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为说明书CN10。

10、4046816A2/2页4中性,喷雾干燥得粉末,再加入其余原料,10001500RPM高速搅拌510MIN,烘干,粉碎,过300400目筛即可。0006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。0007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。

11、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FE0305、AL0203、SN0406、CR0204、NI0102、BE015025、MO006012、ND006009、TA004008、ZR003006、P002003,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02向炉中投入MNCOGEGA合金块熔化,合金块中ZR、CU、TI、LA元素的质量比为210604,搅拌3045MIN;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。

12、;(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。0008一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15、蒙脱石2、碳酸钠3、氟硅酸钠5、二硼化钒25、刚玉粉15、树木灰烬2、纳米氮化硅2、硅烷偶联剂KH55015;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PH45,2000RPM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300400目筛即可。0009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。说明书CN104046816A。

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