[发明专利]一种基于旋转浸渗的铝包覆黄铜合金带材的制备方法

说明书

本发明提供一种基于旋转浸渗的铝包覆黄铜合金带材的制备方法，包括以下步骤：选用铜、锌为原料，在原料烘干后在熔炼装置中进行融化，然后依次加入钕、镧、锰和铁，搅拌，覆盖烘烤过的木炭，得到合金液；将合金液采用半连续浇铸锭法制备得到细小均匀的等轴晶坯材；将坯材采用热轧机组进行轧制；对热轧后的带材进行铣面和冷轧；对精轧后的带材采用再结晶退火再精轧；将热处理后的带材完全浸渍于液态铝合金熔体中，将带材在液态铝合金熔体内部旋转，以不引起液态铝合金熔体剧烈翻腾为限，然后停止转动，将带材取出清洗，得到基于旋转浸渗的铝包覆黄铜合金带材。本发明制备的基于旋转浸渗的铝包覆黄铜合金带材强度和延伸性好，抗拉伸强度不低于580MPa，延伸性能不低于10％。

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种基于旋转浸渗的铝包覆黄铜合金带材的制备方法。

背景技术

铜基弹性材料中应用最广泛的是锡磷青铜和黄铜。黄铜是由铜锌作为主要原料制备的合金，黄铜合金带材成本低、易制造，色泽美观、耐磨、耐腐蚀，并具有良好的塑性加工性能而被广泛应用于无形、电子通讯等领域，具有广阔的市场前景。但其强度不高，脱锌及应力腐蚀开裂的倾向大，材料的综合性能较差。因此，需要通过添加微量元素对廉价的黄铜进行变质处理以提高合金强度、硬度、弹性、耐蚀性等。

目前市场黄铜合金带件的需求量较大，对黄铜合金带件性能的要求比较高，因此提高黄铜带件的综合性能显得十分重要。铝是黄铜的主要强化元素，在熔炼中能形成氧化铝保护膜，阻止锌蒸发，减少锌烧损，从而提高黄铜合金的强度、耐蚀性等，而且铝黄铜具有优良耐蚀性能、力学性能尤其是耐磨性能以及低廉的成本。中国专利CN102796917B公开的一种高强度黄铜合金及其制造方法，该黄铜合金中包含铜、铅、铁、铝、锰、锡、锌和不可避免的杂质，通过将原材料融化后保温连铸，最后拉伸除皮退火，得到的黄铜合金在保证切削性的基础上，提高的黄铜合金的强度、硬度和伸长率。

无压渗透是近年来发展起来的制备出高体积分数金属基复合材料的新技术，该技术制造成本低于粉末冶金、压力浸渗等技术，但是优于铝合金熔体极易氧化，熔体表面氧化膜的存在使熔体与预制件截面的浸润性很差，常用的无压渗透工艺只能通过提高液态金属温度改变截面浸润性，而且整个过程需要惰性气体保护，效率低，容易发生界面反应，因此需要改进浸渗工艺，提高复合材料的性能和生产效率。本发明将半连续浇铸锭法与无压渗透方法结合制备一种高强度高延伸的黄铜合金带材。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于旋转浸渗的铝包覆黄铜合金带材的制备方法，采用铜、锌、钕、镧、锰和铁作为原料，采用半连续浇铸锭法形成坯材，再经热轧、铣面、冷轧、热处理和浸渗处理，得到高强度高延伸的铝包覆黄铜合金带材，进一步提黄铜合金带材的应用领域。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于旋转浸渗的铝包覆黄铜合金带材的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备合金液：选用铜、锌为原料，在原料烘干后在熔炼装置中进行融化，熔炼温度为850-1100℃，然后依次加入钕、镧、锰和铁，搅拌，采用烘烤过的木炭作为覆盖剂以保证合金液的真空状态，得到合金液；

(2)浇铸：将步骤(1)制备的合金液采用半连续浇铸锭法形成坯材，浇铸机采用振动式拉铸，浇注温度为1000-1100℃，拉锭速度为30-60mm/min，控制结晶器内液面高度30-50mm，结晶器水压0.1-0.8MPa，结晶器出水温度为30-40℃；

(3)热轧：将步骤(2)制备的坯材采用热轧机组进行轧制，控制终轧温度为790-810℃，轧制速度为1.5-5m/s；

(4)铣面和冷轧：对步骤(3)制备的热轧后的带材进行铣面，铣面厚度为0.2-0.5mm，采用冷轧机组进行轧制：①再制给予精轧采用60％以上加工率；②精轧采用小功率轧制，控制在20％以下；