[发明专利]一种模具用铝青铜的制备方法

说明书

本发明公开了一种模具用铝青铜的制备方法，其特征在于：该铝青铜的质量百分比组成为Fe：2％～8％，Mn：1.0％～5％，Ni：0.1％～0.5％，Co：1％～5％，Al：10％～15％，余量为Cu和不可避免的杂质；该铝青铜的制备工艺流程包括配料→熔炼→铸造→挤压或锻打。本发明采用高铝青铜，添加10％～15％的Al，并添加Fe、Mn、Ni、Co形成耐磨相，不用热处理，易生产加工，可获得抗拉强度为1300MPa以上，硬度在40HRC以上，摩擦系数在0.05以下的铝青铜，特别适合作为模具的使用。

技术领域

本发明属于铜合金技术领域，具体涉及一种模具用铝青铜的制备方法。

背景技术

随着我国模具工业的发展，对模具材料的数量、质量、品种和性能等方面提出了更高、更新的要求、模具材料市场也得到迅速的发展。模具材料的选择对注塑、拉伸产品的品质及生产效率有着密切的关系。模具材料包括的范围很广，从一般的碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、马氏体时效钢到硬质合金、难熔合金、高温合金、非铁金属等都可选用，其中主要是属于合金工具钢的模具钢。

随着工业生产的升级，对于产品的全方面质量要求也在不断提升，使用传统的铁基合金材料Cr12、Cr12MoV、T10A、Cr15、Cr-Ni模具，存在拉伸、压延不锈钢坯料和铜基材料时易发生粘模、划伤工件等现象，对于提高产品的质量和减少修模次数及模具损耗是非常不利的，通过研究发现铝青铜具备硬度高、减磨性能好、耐磨性高、静载压力大、强度高、刚性稳定、不易变形、导热系数高等优良的性能，其热膨胀系数仅为热作模具钢的1/3，导热性却是热作模具钢的5倍而显优越，直接体现可缩短塑料挤压生产周期约20％，普通铝青铜由于硬度、耐磨性、屈强比等性能无法满足制作模具的需要,在模具应用方面受到了很大的限制，寻求铝青铜的优化方案成为迫切的急事。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种模具用铝青铜的制备方法，该铝青铜高硬度、摩擦系数低，降低拉伸、压延不锈钢坯料和铜基材料时发生粘模、划伤工件等现象。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种模具用铝青铜的制备方法，其特征在于：该铝青铜的质量百分比组成为

Fe：2％～8％，Mn：1.0％～5％，Ni：0.1％～0.5％，Co：1％～5％，Al：10％～15％，余量为Cu和不可避免的杂质；该铝青铜的制备工艺流程包括配料→熔炼→铸造→挤压或锻打；所述熔炼包括以下步骤：

1)先将电解板加入炉内，熔化后控制熔体温度在1200℃～1250℃，依次加入铜铁中间合金、金属锰、金属钴、金属镍，然后采用烘干石墨棒进行搅拌；

2)温度调节到1150℃～1200℃，将准备好的金属铝块加入熔体，依次逐块加入，加入完成后采用石墨棒搅拌均匀；

3)温度调节到1200℃～1220℃，取样品进行光谱成分测试；

4)成分合格后，进行浇铸。

作为优选，所述铸造温度为1250℃～1300℃，铸造速度为70～110mm/min，冷却水进水温度为20～28℃，冷却水进出温差控制在30～35℃。

作为优选，所述挤压铸锭规格为Φ170mm～Φ240mm，挤压温度控制在850℃～900℃，挤压圆棒毛坯规格在φ30mm～φ100mm。

作为优选，所述锻打温度控制在850℃～950℃。

作为优选，该铝青铜还包括总添加量为0.01～0.05％的La和Ce。

作为优选，该铝青铜的抗拉强度为1300MPa以上，硬度在40HRC以上，摩擦系数在0.05以下。