[发明专利]一种电缆用铜镍合金钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种电缆用铜镍合金钢的制造方法。

背景技术

目前为止，虽然合金钢技术得到很大发展，适用于各行各业中，但是，仍有很多问题存在，如耐磨度、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性、成本等不能兼顾，在很多场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，以提高生产效率，降低成本，提高安全性，为高精尖技术发展提供保障，为社会发展提供动力，任务还很艰巨。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电缆用铜镍合金钢的制造方法。

本发明采用如下技术方案：

电缆用铜镍合金钢，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.8-1.5%、硅0.48-0.5%、锰0.03-0.05%、镍0.03-0.04%、铬0.05-0.06%、钼0.02-0.04%、铜0.43-0.56%、锂0.021-0.043%、铼0.045-0.063%、钌0.0023-0.0032%、锆0.05-0.065%、硫0.035-0.048%、磷0.02-0.045%、余量为铁。

电缆用铜镍合金钢的制造方法，包括以下步骤：

（1）将废钢、铬铁在电炉中熔化，钢水熔清后加入硅铁、锰铁，控制碳含量达到要求，炉前调整成分合格后，将熔体温度升高至 1560-1620℃，加入硅质页岩粉末进行预脱氧，加入蛭石粉终脱氧；

（2）按化学元素成分的质量百分比称取氧化钼、氧化锂、氧化锆和氧化钌；充分混合均匀，然后在 800-1000MPa的压力下进行压粉成形，然后在1250-1420℃的温度下进行烧结，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛，备用；

（3）按化学元素成分的质量百分比称取镍粉和铜粉，加入适量无水乙醇，研磨粉碎，在3000-4000转/分下搅拌混和时间为1-2 小时后，在 1400—1550 ℃的高温下进行熔化，待完全熔化并成分均匀后，冷却至室温，将其破碎为10-15 mm的颗粒；

（4）将步骤（2）、（3）的混合粉末加入步骤（1）中，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，在1300-1350℃温度下保温20-30分钟，然后取样，分析成分后，调整成分，熔化25-35min，铸造成型，出钢温度为1270-1330℃。

（5）热处理：将步骤（4）出钢后的铸件加热至950-1100℃保温2-4 小时进行热处理，使其硬化以形成亚稳奥氏体，然后进行空冷到室温。

本发明的有益效果：

本发明采用低合金原则，通过改变合金钢材料的配比，适当减小硅锰的含量，增大铜、镍的含量，并且适度添加锂、铼、钌和锆等稀有金属元素，改善了材料的金相结构和铸态组织，增强了材料的致密性和促成基体结合，有效的提高了高温抗氧化性和耐腐蚀性，并细化合金晶粒，提高了耐高温强度。

具体实施方式

实施例1：电缆用铜镍合金钢，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳1.2%、硅0.49%、锰0.04%、镍0.035%、铬0.055%、钼0.03%、铜0.5%、锂0.035%、铼0.055%、钌0.0029%、锆0.057%、硫0.043%、磷0.033%、余量为铁。

电缆用铜镍合金钢的制造方法，包括以下步骤：

（1）将废钢、铬铁在电炉中熔化，钢水熔清后加入硅铁、锰铁，控制碳含量达到要求，炉前调整成分合格后，将熔体温度升高至 1580℃，加入硅质页岩粉末进行预脱氧，加入蛭石粉终脱氧；

（2）按化学元素成分的质量百分比称取氧化钼、氧化锂、氧化锆和氧化钌；充分混合均匀，然后在 900MPa的压力下进行压粉成形，然后在1350℃的温度下进行烧结，将烧结后的物料粉碎后过400目筛，备用；

（3）按化学元素成分的质量百分比称取镍粉和铜粉，加入适量无水乙醇，研磨粉碎，在3500转/分下搅拌混和时间为1-2 小时后，在 1480 ℃的高温下进行熔化，待完全熔化并成分均匀后，冷却至室温，将其破碎为10-15 mm的颗粒；

（4）将步骤（2）、（3）的混合粉末加入步骤（1）中，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，在1320℃温度下保温25分钟，然后取样，分析成分后，调整成分，熔化30min，铸造成型，出钢温度为1300℃。

（5）热处理：将步骤（4）出钢后的铸件加热至1050℃保温3小时进行热处理，使其硬化以形成亚稳奥氏体，然后进行空冷到室温。

本发明制造的的合金钢材料试验数据：抗拉强度σb≥ 1257MPa；屈服强度σ_0.2≥ 1094MPa；冲击吸收功 56.2J，低温冲击韧性σku(-40℃)≥ 58.9J/cm²；硬度HRC 51-55。