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1、(10)申请公布号 CN 103740975 A (43)申请公布日 2014.04.23 CN 103740975 A (21)申请号 201310716693.X (22)申请日 2013.12.23 C22C 9/06(2006.01) C22F 1/08(2006.01) (71)申请人 烟台万隆真空冶金股份有限公司 地址 264000 山东省烟台市经济技术开发区 广州路中山街 7 号 (72)发明人 周舟 赵景山 孙成国 王小民 李玮 王肇飞 牟建鹏 雷延存 (74)专利代理机构 北京轻创知识产权代理有限 公司 11212 代理人 杨立 (54) 发明名称 一种铜 - 镍 - 硅合金。
2、及其制备方法 (57) 摘要 本发明涉及一种铜 - 镍 - 硅合金及其制备方 法， 以合金总重量的百分含量计 ： 镍占 5 7%， 硅 占 1 2.5%， 铬占 0.5 2%， 锰占 0.1 0.4%, 银 占0.050.2%， 锂占 0.03 0.1%， 铜占 87.80 93.32%。本发明的铜 - 镍 - 硅合金具有两相微观 结构， 包括富铜区域的晶粒和不连续分布在晶界 的硅化镍和硅化铬相。本发明提供的铜 - 镍 - 硅 合金具有高抗拉强度和屈服强度， 高硬度和电导 率， 可取代某些工具钢应用于注塑模具行业。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共。
3、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3页 (10)申请公布号 CN 103740975 A CN 103740975 A 1/1 页 2 1. 一种铜 - 镍 - 硅合金， 其特征在于， 包括如下重量百分比的原料 ： 镍 5 7%， 硅 1 2.5%， 铬 0.5 2%， 锰 0.1 0.4%, 银 0.05 0.2%， 锂 0.03 0.1%， 铜 87.80 93.32%。 2. 根据权利要求 1 所述的铜 - 镍 - 硅合金， 其特征在于， 包括如下重量百分比的原料 ： 镍67%， 硅1.22.2%， 铬0.71.6%， 锰0.20.4%,银0.050.1%，。
4、 锂0.050.08%， 铜 88.62 91.80%。 3. 一种铜 - 镍 - 硅合金的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 1）将 重 量 百 分 比 为 5 7% 的 镍， 1 2.5% 的 硅， 0.5 2% 的 铬， 0.1 0.4% 的 锰 ,0.05 0.2% 的银， 0.03 0.1% 的锂及 87.80 93.32% 的铜放在一起进行铸造， 得到 铜 - 镍 - 硅合金铸锭 ； 2） 将步骤 1） 中得到的所述铜 - 镍 - 硅合金铸锭进行锻造， 以形成铜 - 镍 - 硅合金板 坯， 其中， 所述铜 - 镍 - 硅合金板坯中的铜合金板坯截面高度小于 160 毫米 ； 。
5、3） 将步骤 2） 中的所述铜合金板坯进行热处理， 以得到所述铜 - 镍 - 硅合金。 4. 根据权利要求 3 所述的铜 - 镍 - 硅合金的制备方法， 其特征在于， 在步骤 2） 中， 所述 进行锻造是在 700 940下进行。 5. 根据权利要求 3 或 4 所述的铜 - 镍 - 硅合金的制备方法， 其特征在于， 在步骤 2） 中， 所述热处理分两步进行， 第一步在 940 980下固溶处理 1 5 小时， 第二步在 400 470下时效处理 4 8 小时。 6.根据权利要求5所述的铜-镍-硅合金的制备方法， 其特征在于， 在所述固溶热处理 和时效处理之间还包括冷变形工艺。 7.根据权利要。
6、求6所述的铜-镍-硅合金的制备方法， 其特征在于， 所述冷变形工艺为 冷锻， 变形量为 15 30%。 权 利 要 求 书 CN 103740975 A 2 1/3 页 3 一种铜 - 镍 - 硅合金及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种铜 - 镍 - 硅合金及其制备方法。 背景技术 0002 目前， 铜合金在机械、 轻工、 钟表等部门得到了广泛的应用， 普通铜合金虽然具有 较好的传导性能， 但由于强度不够， 因此无法用于注塑模具的模芯和型腔等的生产。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是提供一种可应用于注塑模具行业， 作为钢制模具嵌 件的铜 - 镍 - 硅合金及其制备方法。
7、， 具有高抗拉强度和屈服强度， 高硬度和电导率。 0004 本发明解决上述技术问题的技术方案如下 ： 一种铜 - 镍 - 硅合金， 包括如下重量 百分比的原料 ： 镍 5 7%， 硅 1 2.5%， 铬 0.5 2%， 锰 0.1 0.4%, 银 0.05 0.2%， 锂 0.03 0.1% 及铜 87.80 93.32%。 0005 本发明的有益效果是 ： 本发明提供的铜-镍-硅合金的材质为一种具有高导电率、 高强度和高硬度的合金材料， 在保证较高电导率的同时提高了抗拉强度以及硬度等性能， 提高了材料的室温、 高温强度， 改善了疲劳性， 提高了材料的耐磨性。 0006 本发明的铜-镍-硅合金。
8、的材质中加入了金属锂和金属锰， 一方面， 锂能与铜中的 有害杂质 （氧、 硫、 铅、 铋等） 反应， 生成高熔点锂化合物质点均匀的分散于铜基体中， 成为结 晶核心， 是铜组织得到细化 ； 另一方面锂聚集在晶界上， 在溶液中易于填补正在生成的新相 晶粒表面缺陷处， 形成阻碍晶粒继续长大的膜， 抑制晶粒成长， 从而细化晶粒。可以基本消 除柱状晶区， 使其转变为细小的等轴晶组织。铜 - 镍 - 硅合金中加入少量的锰， 可以进一步 改善合金的性能， 少量锰具有脱氧和固溶强化的作用。 0007 在上述技术方案的基础上， 本发明还可以做如下改进。 0008 进一步， 所述铜 - 镍 - 硅合金优选包括如下。
9、重量百分比的原料 ： 镍 6 7%， 硅 1.22.2%， 铬0.71.6%， 锰0.20.4%,银0.050.1%， 锂0.050.08%及铜88.62 91.80%。 0009 本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下 ： 一种铜-镍-硅合金的制备方法， 包括以下步骤 ： 0010 1）将重量百分比为 5 7% 的镍， 1 2.5% 的硅， 0.5 2% 的铬， 0.1 0.4% 的 锰 ,0.05 0.2% 的银， 0.03 0.1% 的锂及 87.80 93.32% 的铜放在一起进行铸造， 得到 铜 - 镍 - 硅合金铸锭 ； 0011 2） 将步骤 1） 中得到的所述铜 - 镍 - 。
10、硅合金铸锭进行锻造， 以形成铜 - 镍 - 硅合金 板坯， 其中， 所述铜 - 镍 - 硅合金板坯中的铜合金板坯截面高度小于 160 毫米 ； 0012 3） 将步骤 2） 中的所述铜合金板坯进行热处理， 以得到所述铜 - 镍 - 硅合金， 所述 铜 - 镍 - 硅合金具有两相微观结构， 包括富铜区域的晶粒和不连续分布在晶界的硅化镍和 硅化铬相。 说 明 书 CN 103740975 A 3 2/3 页 4 0013 对上述热处理后的铜合金板可按照产品要求进行机加工。 0014 进一步， 在步骤 2） 中， 所述进行锻造是在 700 940下进行。 0015 进一步， 在步骤 2） 中， 所述。
11、热处理分两步进行， 第一步在 940 980下固溶处理 1 5 小时， 第二步在 400 470下时效处理 4 8 小时。 0016 进一步， 在所述固溶热处理和时效处理之间还包括冷变形工艺。 0017 进一步， 所述冷变形工艺为冷锻， 其变形量为 15 30%。 具体实施方式 0018 以下对本发明的原理和特征进行描述， 所举实例只用于解释本发明， 并非用于限 定本发明的范围。 0019 实施例 1 0020 以铜-镍-硅合金总重量的百分含量计 ： 镍占6%， 硅占1.5%， 铬占1.2%， 锰占0.4%, 银占 0.08%， 锂占 0.06%， 铜占 90.76%。 0021 制备方法 ：。
12、 将铜、 镍及硅放入真空熔炼炉内， 熔化后， 再加入铬、 锰、 银、 锂， 待熔化 完毕后， 浇注成合金锭 ； 将制得的合金锭依次采用热锻 （始锻温度 940， 终锻 700） 、 固溶 （940， 2h） 、 时效 （450， 8h） 处理工序， 制成 450540140mm、 约 300kg 重板坯。 0022 实施例 2 0023 以铜 - 镍 - 硅合金总重量的百分含量计 ： 镍占 6.5%， 硅占 1.8%， 铬占 0.8%， 锰占 0.3%, 银占 0.06%， 锂占 0.08%， 铜占 90.46%。 0024 制备方法 ： 将铜、 镍及硅放入真空熔炼炉内， 熔化后， 再加入铬、。
13、 锰、 银、 锂， 待熔化 完毕后， 浇注成合金锭 ； 将制得的合金锭依次采用热锻 （始锻温度 940， 终锻 700） 、 固溶 （960， 2h） 、 时效 （460， 6h） 处理工序， 制成 450540140mm、 约 300kg 重板坯。 0025 实施例 3 0026 以铜 - 镍 - 硅合金总重量的百分含量计 ： 镍占 7%， 硅占 2%， 铬占 0.7%， 锰占 0.2%, 银占 0.05%， 锂占 0.06%， 铜占 89.99%。 0027 制备方法 ： 将铜、 镍及硅放入真空熔炼炉内， 熔化后， 再加入铬、 锰、 银、 锂， 待熔化 完毕后， 浇注成合金锭 ； 将制得的。
14、合金锭依次采用热锻 （始锻温度 940， 终锻 700） 、 固溶 （970， 2h） 、 时效 （470， 4h） 处理工序， 制成 45054040mm、 约 87kg 重板坯。 0028 实施例 4 0029 以铜 - 镍 - 硅合金总重量的百分含量计 ： 镍占 5%， 硅占 1%， 铬占 0.5%， 锰占 0.1%, 银占 0.05%， 锂占 0.03%， 铜占 93.32%。 0030 制备方法 ： 将铜、 镍及硅放入真空熔炼炉内， 熔化后， 再加入铬、 锰、 银、 锂， 待熔化 完毕后， 浇注成合金锭 ； 将制得的合金锭依次采用热锻 （始锻温度 940， 终锻 700） 、 固 溶。
15、 （940， 2h） 、 冷锻 （变形量 15%） 、 时效 （450， 8h） 处理工序， 制成 530540119mm、 约 300kg 重板坯。 0031 实施例 5 0032 以铜 - 镍 - 硅合金总重量的百分含量计 ： 镍占 7%， 硅占 2.5%， 铬占 2%， 锰占 0.4%, 银占 0.2%， 锂占 0.1%， 铜占 87.80%。 0033 制备方法 ： 将铜、 镍及硅放入真空熔炼炉内， 熔化后， 再加入铬、 锰、 银、 锂， 待熔化 说 明 书 CN 103740975 A 4 3/3 页 5 完毕后， 浇注成合金锭 ； 将制得的合金锭依次采用热锻 （始锻温度 940， 。
16、终锻 700） 、 固 溶 （960， 2h） 、 冷锻 （变形量 25%） 、 时效 （460， 6h） 处理工序， 制成 600540105mm、 约 300kg 重板坯。 0034 实施例 6 0035 以铜 - 镍 - 硅合金总重量的百分含量计 ： 镍占 6.5%， 硅占 1.8%， 铬占 0.8%， 锰占 0.3%, 银占 0.06%， 锂占 0.08%， 铜占 90.46%。 0036 制备方法 ： 将铜、 镍及硅放入真空熔炼炉内， 熔化后， 再加入铬、 锰、 银、 锂， 待熔化 完毕后， 浇注成合金锭 ； 将制得的合金锭依次采用热锻 （始锻温度 940， 终锻 700） 、 固溶 （960， 2h） 、 冷锻 （变形量 30%） 、 时效 （460， 6h） 处理工序， 制成 64254098mm、 约 300kg 重板坯。 0037 实验例 1 0038 本发明通过对实施例 1 6 制备的铜 - 镍 - 硅合金板坯的性能按照国家标准进行 了测试， 测试结果如表 1 所示 ： 0039 表 1 实施例 1 6 的测试结果 0040 0041 0042 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103740975 A 5 。