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1、(10)申请公布号 CN 103555995 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103555995 A (21)申请号 201310590979.8 (22)申请日 2013.11.20 C22C 9/05(2006.01) C22C 1/02(2006.01) C22F 1/08(2006.01) (71)申请人 苏州天兼金属新材料有限公司 地址 215412 江苏省苏州市太仓市陆渡镇陆 东村长胜组 (72)发明人 陆海荣 孙飞 赵勇 (74)专利代理机构 北京连和连知识产权代理有 限公司 11278 代理人 李钦鹏 (54) 发明名称 一种具有优越热强性的铜合金棒及其制造。
2、方 法 (57) 摘要 本发明提供了一种具有优越热强性的铜合金 棒及其制造方法， 本发明的具有优越热强性的铜 合金棒由以下重量百分数的组分组成 ： 铝 0.1% 0.5%， 锰 3% 6%， 磷 0.05% 0.2%， 余量为铜。 本发明在原有的锰青铜 QMn5 的基础上， 调整锰元 素的含量并创新性地添加铝磷两种元素， 分不 同步骤， 通过熔炼将铝、 磷两种元素添加到现有的 铜 - 锰合金当中。通过熔炼过程中元素在不同时 期形成的相， 在保证相应性能的同时进一步改善 最终合金的热强性， 从而得到一种在高温下经久 耐用的改性铜合金棒材。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 。
3、页 附图 1 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4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103555995 A CN 103555995 A 1/1 页 2 1. 一种具有优越热强性的铜合金棒， 由以下重量百分数的组分组成 ： 铝 0.1% 0.5%， 锰 3% 6%， 磷 0.05% 0.2%， 余量为铜。 2. 根据权利要求 1 所述的具有优越热强性的铜合金棒， 其特征在于， 所述铜合金棒各 组分的重量百分数配比如下 ： 铝 0.3%， 锰 4.5%， 磷 0.15%， 余量为铜。 3. 一种具有优越热强性的铜合金棒的制造方法， 其特征。
4、在于， 包含以下步骤 ： 1) 按照重量配比将铜锰置于工频电炉内， 加热至 950 1050熔炼， 待完全熔化 后保温至 1000 ； 2) 将铝磷添加到铜 - 锰合金液中， 并升温至 1100， 熔炼之后再次保温 ； 3) 用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行 3 6 次成分检验， 以确定其合金成分在规 定范围之内 ； 4) 将检验合格的溶液按照预定的尺寸进行铸锭， 对铸造成型后的坯锭进行车削， 以便 下一步挤压 ； 5) 对车削完成后的光锭进行挤压 ； 6) 对挤压完成后的铜合金棒进行超声波或者涡流探伤， 挑出探伤不合格的产品， 按照 预期的产品尺寸对合格产品进行切割并包装入库。 4. 根据。
5、权利要求 3 所述的具有优越热强性的铜合金棒的制造方法， 其特征在于， 步骤 1) 中所述的铜为电解铜。 5. 根据权利要求 3 所述的具有优越热强性的铜合金棒的制造方法， 其特征在于， 步骤 1) 中所述熔炼时间为 3 4 小时， 所述保温时间为 1 2 小时。 6. 根据权利要求 3 所述的具有优越热强性的铜合金棒的制造方法， 其特征在于， 步骤 2) 中所述熔炼时间为 1 2 小时， 所述再次保温时间为 0.5 1 小时。 7. 根据权利要求 3 所述的具有优越热强性的铜合金棒的制造方法， 其特征在于， 步骤 4) 中所述铸锭的铸造温度为 950 1000。 8. 根据权利要求 3 所述。
6、的具有优越热强性的铜合金棒的制造方法， 其特征在于， 步骤 4) 中所述坯锭的直径为 40mm 120mm， 长度为 500mm。 9. 根据权利要求 3 所述的具有优越热强性的铜合金棒的制造方法， 其特征在于， 步骤 5)中所述挤压选取800吨2000吨的挤压机， 挤压温度为600700， 挤压速度为2 5mm/s。 权 利 要 求 书 CN 103555995 A 2 1/4 页 3 一种具有优越热强性的铜合金棒及其制造方法 技术领域 0001 本发明涉及合金棒生产领域， 尤其涉及具有优越热强性的铜合金棒， 以及这种合 金棒的制造方法。 背景技术 0002 QMn5 为含锰量较高的锰青铜，。
7、 其具有较高的强度、 硬度和良好的塑性， 在热态及冷 态下能很好地承受压力加工， 具有良好的耐蚀性， 并具有高的热强性， 400以下能够保持 其力学性能。 因此， 它主要用于制作蒸汽机零件和锅炉的各种管接头、 蒸汽阀门等高温耐蚀 零件。 但是其热强性在温度超过400之后有明显下降趋势， 因此高温情况下实际应用寿命 大大缩短。 发明内容 0003 为解决上述技术问题， 本发明的目的是提供一种具有优越热强性的铜合金棒， 以 及这种铜合金棒的制造方法。 0004 为实现上述发明目的， 本发明所采用的技术方案如下 ： 0005 一种具有优越热强性的铜合金棒， 由以下重量百分数的组分组成 ： 铝 0.1。
8、% 0.5%， 锰 3% 6%， 磷 0.05% 0.2%， 余量为铜。 0006 进一步地， 所述铜合金棒各组分的重量百分数配比如下 ： 铝 0.3%， 锰 4.5%， 磷 0.15%， 余量为铜。 0007 进一步地， 所述具有优越热强性的铜合金棒的制造方法， 包含以下步骤 ： 0008 1) 按照重量配比将铜锰置于工频电炉内， 加热至 950 1050熔炼， 待完全 熔化后保温至 1000。 0009 2) 将铝磷添加到铜 - 锰合金液中， 并升温至 1100， 熔炼之后再次保温。 0010 3) 用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行 3 6 次成分检验， 以确定其合金成分 在规定范围之内。
9、。 0011 4) 将检验合格的溶液按照预定的尺寸进行铸锭， 对铸造成型后的坯锭进行车削， 以便下一步挤压。 0012 5) 对车削完成后的光锭进行挤压。 0013 6) 对挤压完成后的合金棒进行超声波或者涡流探伤， 挑出探伤不合格的产品， 以 保证棒材的合格率 ； 按照预期的产品尺寸进行切割并包装入库。 0014 更进一步地， 步骤 1) 种所述的铜为电解铜。 0015 更进一步地， 步骤 1) 中所述熔炼时间为 3 4 小时， 所述保温时间为 1 2 小时。 0016 更进一步地， 步骤 2) 中所述熔炼时间为 1 2 小时， 所述再次保温时间为 0.5 1 小时。 0017 更进一步地，。
10、 步骤 4) 中所述铸锭的铸造温度为 950 1000。 0018 更进一步地， 步骤 4) 中所述坯锭的直径为 40mm 120mm， 长度为 500mm。 说 明 书 CN 103555995 A 3 2/4 页 4 0019 更进一步地， 步骤 5) 中所述挤压选取 800 吨 2000 吨的挤压机， 挤压温度为 600 700， 挤压速度为 2 5mm/s。 0020 采用以上技术方案， 本发明在原有的锰青铜 QMn5 的基础上， 调整锰元素的含量 并创新性的添加铝磷两种元素， 分不同步骤， 通过熔炼将铝、 磷两种元素添加到现有的 铜 - 锰合金中。通过熔炼过程中元素在不同时期形成的相。
11、， 在保证相应性能的同时进一步 改善最终合金的热强性， 从而得到一种在高温下经久耐用的改性铜合金棒材。 附图说明 0021 图 1 是本发明生产工艺流程图。 具体实施方式 0022 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 下面结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明， 并不 用于限定本发明。 0023 实施例 1 0024 一种具有优越热强性的铜合金棒， 由以下重量百分数的组分组成 ： 铝 0.1%， 锰 3.5%， 磷 0.1%， 余量为铜。其制造工艺流程如图 1 所示， 依次进行以下步骤 ： 0025 按照重量配比将。
12、电解铜锰置于工频电炉内， 加热至 950， 熔炼 4 小时， 待完 全熔化后在 1000下保温 2 小时 ； 将铝磷两种元素添加到铜 - 锰合金液中， 并升温至 1100， 熔炼2小时之后再次保温0.5小时 ； 用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行6次成 分检验， 以确定其合金成分在规定范围之内 ； 将检验合格的溶液在 950下按照预定的尺 寸进行铸锭， 得到直径为 40mm， 长度为 500mm 的坯锭， 对铸造成型后的坯锭进行车削 ； 选取 2000 吨的挤压机对车削完成后的光锭进行挤压， 挤压温度为 600， 挤压速度为 2mm/s ； 对 挤压完成后的合金棒进行超声波或者涡流探伤， 挑出。
13、探伤不合格的产品， 以保证棒材的合 格率， 按照预期的产品尺寸进行切割并包装入库。 0026 将所得具有优越热强性的铜合金棒进行耐蚀性、 热强性、 硬度、 强度及塑性试验， 测试其物理性能， 所得结果如表 1 所示。 0027 实施例 2 0028 一种具有优越热强性的铜合金棒， 由以下重量百分数的组分组成 ： 铝 0.3%， 锰 4.5%， 磷 0.15%， 余量为铜。其制造工艺流程如图 1 所示， 依次进行以下步骤 ： 0029 按照重量配比将电解铜锰置于工频电炉内， 加热至 1000， 熔炼 3 小时， 待完 全熔化后在 1000下保温 1 小时 ； 将铝磷两种元素添加到铜 - 锰合金液。
14、中， 并升温至 1100， 熔炼1.5小时之后再次保温1小时 ； 用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行5次成 分检验， 以确定其合金成分在规定范围之内 ； 将检验合格的溶液在 1000下按照预定的尺 寸进行铸锭， 得到直径为 80mm， 长度为 500mm 的坯锭， 对铸造成型后的坯锭进行车削 ； 选取 1500 吨的挤压机对车削完成后的光锭进行挤压， 挤压温度为 650， 挤压速度为 4mm/s ； 对 挤压完成后的合金棒进行超声波或者涡流探伤， 挑出探伤不合格的产品， 以保证棒材的合 格率， 按照预期的产品尺寸进行切割并包装入库。 0030 将所得具有优越热强性的铜合金棒进行耐蚀性、 热强性。
15、、 硬度、 强度及塑性试验， 说 明 书 CN 103555995 A 4 3/4 页 5 测试其物理性能， 所得结果如表 1 所示。 0031 实施例 3 0032 一种具有优越热强性的铜合金棒， 由以下重量百分数的组分组成 ： 铝 0.2%， 锰 5.5%， 磷 0.05%， 余量为铜。其制造工艺流程如图 1 所示， 依次进行以下步骤 ： 0033 按照重量配比将电解铜锰置于工频电炉内， 加热至 1000， 熔炼 3 小时， 待完 全熔化后在 1000下保温 1 小时 ； 将铝磷两种元素添加到铜 - 锰合金液中， 并升温至 1100， 熔炼1.5小时之后再次保温1小时 ； 用直读光谱仪对从。
16、炉内取出的样品进行5次成 分检验， 以确定其合金成分在规定范围之内 ； 将检验合格的溶液在 1000下按照预定的尺 寸进行铸锭， 得到直径为 50mm， 长度为 500mm 的坯锭， 对铸造成型后的坯锭进行车削 ； 选取 1500 吨的挤压机对车削完成后的光锭进行挤压， 挤压温度为 675， 挤压速度为 4mm/s ； 对 挤压完成后的合金棒进行超声波或者涡流探伤， 挑出探伤不合格的产品， 以保证棒材的合 格率， 按照预期的产品尺寸进行切割并包装入库。 0034 将所得具有优越热强性的铜合金棒进行耐蚀性、 热强性、 硬度、 强度及塑性试验， 测试其物理性能， 所得结果如表 1 所示。 0035。
17、 实施例 4 0036 一种具有优越热强性的铜合金棒， 由以下重量百分数的组分组成 ： 铝 0.5%， 锰 3%， 磷 0.2%， 余量为铜。其制造工艺流程如图 1 所示， 依次进行以下步骤 ： 0037 按照重量配比将电解铜锰置于工频电炉内， 加热至 1050， 熔炼 3.5 小时， 待 完全熔化后在 1000下保温 2 小时 ； 将铝磷两种元素添加到铜 - 锰合金液中， 并升温至 1100， 熔炼2小时之后再次保温0.5小时 ； 用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行3次成 分检验， 以确定其合金成分在规定范围之内 ； 将检验合格的溶液在 975下按照预定的尺 寸进行铸锭， 得到直径为 80m。
18、m， 长度为 500mm 的坯锭， 对铸造成型后的坯锭进行车削 ； 选取 800 吨的挤压机对车削完成后的光锭进行挤压， 挤压温度为 700， 挤压速度为 3mm/s ； 对挤 压完成后的合金棒进行超声波或者涡流探伤， 挑出探伤不合格的产品， 以保证棒材的合格 率， 按照预期的产品尺寸进行切割并包装入库。 0038 将所得具有优越热强性的铜合金棒进行耐蚀性、 热强性、 硬度、 强度及塑性试验， 测试其物理性能， 所得结果如表 1 所示。 0039 实施例 5 0040 一种具有优越热强性的铜合金棒， 由以下重量百分数的组分组成 ： 铝 0.4%， 锰 6%， 磷 0.15%， 余量为铜。其制造。
19、工艺流程如图 1 所示， 依次进行以下步骤 ： 0041 按照重量配比将电解铜锰置于工频电炉内， 加热至 950， 熔炼 3.5 小时， 待完 全熔化后在 1000下保温 2 小时 ； 将铝磷两种元素添加到铜 - 锰合金液中， 并升温至 1100， 熔炼1.5小时之后再次保温1小时 ； 用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行4次成 分检验， 以确定其合金成分在规定范围之内 ； 将检验合格的溶液在 1000下按照预定的尺 寸进行铸锭， 得到直径为 120mm， 长度为 500mm 的坯锭， 对铸造成型后的坯锭进行车削 ； 选取 1000 吨的挤压机对车削完成后的光锭进行挤压， 挤压温度为 700， 。
20、挤压速度为 5mm/s ； 对 挤压完成后的合金棒进行超声波或者涡流探伤， 挑出探伤不合格的产品， 以保证棒材的合 格率， 按照预期的产品尺寸进行切割并包装入库。 0042 将所得具有优越热强性的铜合金棒进行耐蚀性、 热强性、 硬度、 强度及塑性试验， 说 明 书 CN 103555995 A 5 4/4 页 6 测试其物理性能， 所得结果如表 1 所示。 0043 表 1 具有优越热强性的铜基合金棒性能对比表 0044 0045 以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并不能 因此而理解为对本发明专利范围的限制。 应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护范 围。因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 103555995 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103555995 A 7 。