[发明专利]一种Cu-Ni-Si-Mn合金及其制备方法

说明书

本发明涉及铜合金领域，具体而言，涉及一种Cu‑Ni‑Si‑Mn合金及其制备方法。该Cu‑Ni‑Si‑Mn合金，其化学成分按质量百分比计包括：Ni 5‑25％、Si 5‑10％、Mn 4‑8％、P 0.1‑0.3％、S 0.01‑0.02％、Sn 0.01‑0.03％、Zn 0.05‑0.09％、Fe 0.06‑0.1％以及余量的Cu。本实施例中通过合适的金属组分的配比和对杂质的控制，能够显著提升铜合金的耐磨性和导热性能。该制备方法工艺步骤少，操作简单，易于实现，制备获得的Cu‑Ni‑Si‑Mn合金具有优异的耐磨性和导热性。

技术领域

本发明涉及铜合金领域，具体而言，涉及一种Cu-Ni-Si-Mn合金及其制备方法。

背景技术

由于其优异的导电性和导热性，耐腐蚀性，易制造性，良好的强度和耐疲劳性，纯铜可以应用于各种工业和汽车产品，如热交换器，汽车散热器，家用加热系统，轴承和衬套，套筒，电子触点和电阻焊接电极。

截至目前，开发出的Cu-Ni-Si系，Cu-Fe系，Cu-Ag系等，其中Cu-Ni-Si系同时具有高的强度与高的导热性，广泛被国内外学者对其进行大量的研究，取得了显著的进展。铜基复合材料作为当下研究的一个热点，鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Cu-Ni-Si-Mn合金，其耐磨性和导热性能优异。

本发明的另一目的在于提供一种上述Cu-Ni-Si-Mn合金的制备方法，该制备方法工艺步骤少，操作简单，易于实现，制备获得的Cu-Ni-Si-Mn合金具有优异的耐磨性和导热性。

本发明的实施例是这样实现的：

一种Cu-Ni-Si-Mn合金，其化学成分按质量百分比计包括：Ni5-25％、Si 5-10％、Mn 4-8％、P 0.1-0.3％、S 0.01-0.02％、Sn 0.01-0.03％、Zn 0.05-0.09％、Fe 0.06-0.1％以及余量的Cu。

一种Cu-Ni-Si-Mn合金的制备方法，其包括将电解铜、镍、硅、锰作为原料经熔炼成熔体，检测Cu-Ni-Si-Mn合金的化学成分按质量百分比计包括：Ni 5-25％、Si 5-10％、Mn4-8％、P 0.1-0.3％、S0.01-0.016％、Sn 0.01-0.03％、Zn 0.05-0.09％、Fe 0.06-0.1％以及余量的Cu；接着对熔体进行浇铸成铸锭，对铸锭进行固溶处理和时效处理。

本发明实施例的有益效果例如包括：本实施例中，通过在铜合金中增加锰，能够起到脱氧的作用，有利于铜的力学性能与工艺性能的改善。同时加入Ni可以提高和金强韧性；加Si可以提高合金的强度、硬度、铸造流动性。本实施例中通过合适的金属组分的配比和对杂质的控制，能够显著提升铜合金的耐磨性和导热性能。该制备方法工艺步骤少，操作简单，易于实现，制备获得的Cu-Ni-Si-Mn合金具有优异的耐磨性和导热性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明对比实验提供的Cu-Ni-Si-Mn合金在不同热处理后金相组织图(a～g)和基体与相在不同固溶时效后的面积百分比；

图2为本发明对比实验提供的Cu-Ni-Si-Mn合金在不同热处理后的合金SEM/Mapping图和线扫图；

图3为本发明对比实验提供的Cu-Ni-Si-Mn合金在不同热处理后合金的磨损量变化图及其磨损表面SEM图；

图4为本发明对比实验提供的Cu-Ni-Si-Mn合金在不同条件下布氏硬度、维氏硬度；