[发明专利]一种QAl9-4-4铝青铜合金热处理工艺

说明书

本发明属于铜合金热加工技术领域，具体涉及一种QAl9‑4‑4铝镍青铜合金的热处理工艺。其操作步骤如下：(1)将挤压的QAl9‑4‑4铝青铜合金管材或棒材切成定尺，放入升温到(850～900)℃的电阻炉内保温1～5小时进行高温热处理，出炉后立即在50～80℃温水中冷却；(2)将经过高温热处理的QAl9‑4‑4铝青铜合金管材或棒材，放入升温到(420～470)℃的电阻炉内保温3～8小时进行低温热处理，出炉后空冷；(3)将经过低温热处理的QAl9‑4‑4铝青铜合金管材或棒材，加工成零件后，再放入升温到(480～550)℃的电阻炉内保温2～6小时进行热处理，出炉后空冷。经本发明的热处理工艺制备的QAl9‑4‑4铝青铜管、棒材，抗拉强度可达到820MPa以上，硬度可达到220HBS以上，同时伸长率可达10％以上。其综合力学性能优于常用的QAl10‑4‑4合金，且组织、性能稳定，因此可更广泛地应用于制造各种轴承、轴套等耐磨耐蚀零件。

技术领域

本发明属于铜合金热加工技术领域，具体涉及一种QAl9-4-4铝青铜合金的热处理工艺。

技术背景

QAl9-4-4合金是一种以铝、镍、铁为主要合金元素的具有优良综合性能的多元复杂铜合金材料，成形性能与不含铁的QAl9-4铝青铜相当，能够挤压制成各种规格的管棒材，且其挤压态强度可与QAl10-4-4相媲美，广泛应用于轴承、轴套、齿轮、圆盘、导向摇臂衬套、接管嘴等耐磨耐腐蚀零件的制造。与QAl10-4-4相比，其铝含量相对偏低(铝含量小于其在铜中的最大固溶度，组织中不太容易出现对合金的成形性能以及力学性能有较大影响的α+γ2共析体，可有效地避免合金发生“冷脆”)。作为一种可热处理强化的合金，在实际生产中一般通过固溶和时效热处理以进一步提高其使用性能。通过固溶处理将合金元素最大限度地溶入基体中形成过饱和固溶体，再通过后续的时效处理使过饱和固溶体分解，析出弥散分布的具有强化作用的第二相，从而提高合金的强度和硬度等力学性能。经热处理后的QAl9-4-4铝青铜，其综合力学性能可与现有的QAl10-3-1.5、QAl10-4-4、QAl11-6-6等传统的牌号媲美，甚至更好，可更广泛地应用于制造各种轴承、轴套等耐磨零件，发挥其最大应用潜力。

目前，针对QAl9-4-4铝青铜合金的研究报道极少。与其它复杂青铜合金一样，合金的强度性能与塑性或韧性总是存在矛盾，此消彼长，因此，如何通过合理的热处理使其获得良好的强韧性匹配，是行业高度关注的技术问题。何勇等提出QAl10-5-5铝青铜的最佳热处理工艺方案为：950℃/2h+600℃/4h，此时虽然晶粒粗大，但析出了大量α+k强化相，合金的抗拉强度和伸长率分别达到820MPa和8.6％。张大童等自主研发的QAl-9.6Al-4.2Ni-4.1Nb铝青铜经900℃/1h固溶和400℃/1h低温回火后的抗拉强度达1100MPa，但伸长率仅有3％；其经900℃/1h固溶和600℃/1h高温回火条件下，有优良的强韧性配合，抗拉强度和伸长率分别为900MPa和17％。林高用等采用910℃/3h+480℃/1h的热处理工艺，可使QAl9-4-3合金的抗拉强度达到887MPa，伸长率达7.3％以上。但是，目前对QAl9-4-4铝青铜合金的热处理工艺研究极少，且热处理后的铝青铜合金中仍然存在内部机加工应力和组织不稳定等问题，这方面的处理措施几乎无人报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种QAl9-4-4铝青铜合金热处理工艺，以解决合金强韧性匹配的问题，同时针对该合金加工的具体零部件，消除其内应力并稳定组织。

本发明提供一种QAl9-4-4铝青铜合金热处理工艺，其操作步骤如下：

(1)将挤压的QAl9-4-4铝青铜合金管材或棒材切成定尺，放入升温到(850～900)℃的电阻炉内保温1～5小时进行高温热处理，出炉后立即在50～80℃的温水中冷却。

(2)将经过高温热处理的QAl9-4-4铝青铜合金管材或棒材，放入升温到(420～470)℃的电阻炉内保温3～8小时进行低温热处理，出炉后空冷。