[发明专利]一种铜镍锡合金及其线材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工业领域，具体涉及一种铜镍锡合金及其线材的制备方法。

背景技术

在高弹性铜合金中，铍青铜是最常用的弹性合金，但其生产过程中粉尘有毒、成本极高，不宜长时间在较高温度下工作，在许多场合应用受到限制。

铜镍锡合金是一种不含铍的铜基弹性合金，与铍铜相比，其生产过程无毒、成本较低且具有较高的热稳定性和高温强度，易于冷、热压力加工，易于焊接，是公认的铍铜良好的替代品。该类合金经过冷加工后再时效，可以获得很高的强度、硬度和优良的弹性性能，同时又具有很好的耐蚀性能和抗氧化性能，广泛应用于制造耐蚀结构件、弹簧和接插件等。

目前国内外普遍采用的铜镍锡合金线材的生产工艺为：使用真空熔炼技术制备合金铸锭，经过大型加工设备压力加工至棒材，再利用拉拔技术生产合金线材，整个生产工艺流程长，成材率不高，生产成本很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能优良的铜镍锡合金，

本发明的另一目的在于提供一种上述铜镍锡合金的线材的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种铜镍锡合金，由以下重量百分比的组分组成：镍7～11％，锡4～8％，铈0.02～0.04％，余量为铜和不可避免的杂质。

一种上述铜镍锡合金的线材的制备方法，包括如下步骤：

(1)将铜、镍和锡按照所述重量百分比配成符合成分要求的炉料，熔炼成金属液，并做炉前分析；

(2)将金属液升温至精炼温度，扒渣并添加覆盖剂，然后对金属液进行脱氧、除气处理，并按重量百分比添加铈，作为晶粒细化剂。

(3)对金属液进行水平连铸获得线坯；

(4)对获得的线坯进行均匀化处理得线材；

(5)将所述线材进行多道次拉拔加工-退火处理-拉拔循环加工，获得软态成品；

(6)将所述软态成品进行抛光并冷加工后时效处理，得加工时效态成品。

所述步骤(2)中的精炼温度优选为1200～1250℃。

所述步骤(3)中水平连铸优选采用拉-停-退-停的牵引工艺，所述水平连铸的线坯连铸结晶器优选采用铜质冷却套。

所述步骤(4)中均匀化处理的温度优选为780℃，时间优选为4小时。

所述步骤(5)中退火处理的温度优选为800℃，时间优选为1小时，并水冷。

所述步骤(6)中加工后时效处理的温度优选为350℃，时间优选为1小时。

本发明的有益效果是：本发明的铜镍锡合金由以下重量百分比的组分组成：镍7～11％，锡4～8％，铈0.02～0.04％，余量为铜和不可避免的杂质，所述铜镍锡合金与铍铜合金性能相当。本发明的铜镍锡合金的线材的制备方法采用水平连铸，与国内外普遍采用的真空熔炼技术相比，本发明的方法成材率高，加工设备简单，投资小，工艺流程短，生产效率高，且可获得性能同等优良的线材产品。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下将结合实例对本发明做进一步说明：

实施例1

1、配料、熔炼、炉前分析：原料铜425KG，镍47.5KG，锡27.5KG，配成符合成分要求的炉料，经核准后加入自制的工频保温炉熔化。炉料熔化后认真搅拌并取样进行炉前化学分析，上述配方配成的炉料熔化后得到的合金成分重量百分比为：铜84.96％，镍9.5％，锡5.46％，杂质0.08％。

2、精炼：将溶液升温至1200～1250℃，扒渣并添加覆盖剂，然后对金属液进行脱氧、除气处理。按重量百分比添加0.03％稀土铈，作为晶粒细化剂。

3、水平连铸：启动水平连铸牵引机，采用拉-停-退-停牵引工艺，连铸产品由牵引机卷取收卷。线坯连铸结晶器采用铜质冷却套，同时加大二次冷却水流量，可大大提高冷却强度，降低锡在凝固中的偏析程度。

4、均匀化处理：对获得的线坯进行均匀化处理，工艺为780℃+4h。

5、拉拔加工：线材经多道次拉拔加工-退火处理-拉拔循环加工后，可获得要求尺寸的软态成品。其中，退火处理工艺为：800℃+1h水冷。

6、时效处理：对获得的软态成品进行加工后时效处理，处理工艺为350℃+1h。

本实施例获得了Φ4.5mm的软态成品和Φ2.8mm加工时效态成品。