[发明专利]一种基于稀土改性的高性能磷铜合金

说明书

一种基于稀土改性的高性能磷铜合金，所述磷铜合金的组成成分及质量百分比为：锡5‑8％、铅1‑2％、磷0.3‑0.7％、镍0.2‑0.4％、锌0.2‑0.6％、镧0.01‑0.03％、铈0.02‑0.05％、铼0.02‑0.05％、其他杂质≦0.5％，余量为铜；本发明将传统的锡磷铜合金中的含磷量增加到最高0.7％，大大增强了合金的弹性和耐磨性，同时添加稀土元素镧、铈和铼，协同作用有助于细化晶粒，提高合金的强度、韧性、耐腐蚀性和抗氧化性，同时还可以对铜、镍和锡具有合金化作用，降低合金活度，增加合金相互溶解度，明显提高合金的抗氧化能力，对合金表面具备改性作用，提高表面质量，延长使用寿命；添加铼元素，有助于提高合金的高温强度，以提高稀土纳米磷铜合金的刚性强度及无甚损其延展性，成分稳定均匀，组织致密，表面纯净。

技术领域

本发明涉及金属复合材料技术领域，具体涉及一种基于稀土改性的高性能磷铜合金。

背景技术

锡磷青铜是较为常见的一种磷铜合金，是通过Sn-P元素作用和冷加工硬化可获得较好的机械性能，易于加工冲制成各种复杂形状的弹性元件，它不仅具有优良的弹性性能，且具有耐腐蚀、耐磨、无磁性的特点，是目前铜基弹性合金材料中用量最大、用途最广的弹性材料；但由于在连铸过程中，铸坯冷却速度快，而且在凝固过程中容易产生偏析，生成气孔等缺陷，因此，我国的锡磷青铜产品质量相对于发达国家仍有不小地差距，耐磨性以及表面质量较差，亟需对组分以及制备方法进行改进。

发明内容

本发明目的是为了解决以上现有技术的不足，提出了一种基于稀土改性的高性能磷铜合金，所述磷铜合金的组成成分及质量百分比为：锡5-8％、铅1-2％、磷0.3-0.7％、镍0.2-0.4％、锌0.2-0.6％、镧0.01-0.03％、铈0.02-0.05％、铼0.02-0.05％、其他杂质≦0.5％，余量为铜。

优选地，所述磷铜合金的组成成分及质量百分比为：锡6-8％、铅1-1.5％、磷0.3-0.6％、镍0.25-0.35％、锌0.2-0.4％、镧0.01-0.02％、铈0.02-0.04％、铼0.02-0.04％、其他杂质≦0.5％，余量为铜。

优选地，所述磷铜合金的组成成分及质量百分比为：锡7％、铅1.5％、磷0.5％、镍0.35％、锌0.4％、镧0.02％、铈0.02％、铼0.04％、其他杂质≦0.5％，余量为铜。

上述基于稀土改性的高性能磷铜合金的制作方法，包括如下步骤：

(a)将中频感应熔炼炉预热，按配比称取锡、铅、磷、镍和锌后投料，加热至1300-1400℃，熔化后降温，再加入按重量称取的镧、铈和铼，加热至1250-1300℃，完全熔化后保温至1220℃；

(b)采用水平连续振动铸造法将铸造成实心合金锭，浇注温度为1150-1200℃；

(c)将步骤(b)得到的合金锭进行高温均匀化退火；

(d)将退火后的合金锭进行冷粗轧，加工率为70-80％；

(e)将冷粗轧后的板材进行中间退火得到磷铜合金板带，退火温度为450-500℃，退火时间为2-3h；

(f)将磷铜合金板带经冷轧机进一步轧制；

(g)将冷轧后的板带进行低温退火，退火温度为150-250℃，退火时间为2.5-3.5h。

优选地，步骤(c)中，高温均匀化退火分为两阶段，第一阶段炉气温度设为310-420℃，料卷温度为300-380℃，保温8-10h，进行除油工序；第二阶段炉气温度升至580-600℃，料卷温度为480-520℃，保温时间为5-7h。

优选地，步骤(d)中，冷粗轧道次压下量为14mm-13mm-11mm-8.6mm-6mm。

优选地，步骤(f)中，冷轧道次压下量为6mm-4mm-2mm-1.2mm。