恭喜国工恒昌新材料(义乌)有限公司陈希春获国家专利权
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龙图腾网恭喜国工恒昌新材料(义乌)有限公司申请的专利一种高强度铜镍锡合金材料及其制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119464797B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-13发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510073036.0,技术领域涉及:C22C1/02;该发明授权一种高强度铜镍锡合金材料及其制备方法是由陈希春;张勇;张豪;张鑫宇;高伟设计研发完成,并于2025-01-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种高强度铜镍锡合金材料及其制备方法在说明书摘要公布了:本发明涉及铜合金材料技术领域,公开了一种高强度铜镍锡合金材料的制备方法,包括如下步骤:S1、原材料准备,S2、熔炼铸造,S3、均匀化处理,S4、锻造加工,S5、固溶淬火,S6、时效处理;还公开了由上述制备方法制备得到的铜镍锡合金材料。本发明,通过向铜镍锡合金中添加锰和铌等微量元素,改变晶体内部组织,细化组织晶粒,进一步提高铜镍锡合金的硬度和抗拉强度,避免合金组织晶粒中不连续沉淀的持续析出;采用自由锻造和小变形锻造相结合的锻造工艺,同时采用固溶处理工艺和时效处理工艺,使得上述元素充分溶解到铜基体中,大大缓解了锻造过程中所产生的内应力,进一步提高了合金材料的强度和硬度。
本发明授权一种高强度铜镍锡合金材料及其制备方法在权利要求书中公布了:1.一种高强度铜镍锡合金材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、原材料准备按照质量百分比称取镍板8~10wt%、锡块5~7wt%、锰片0~0.2wt%、铌片0~0.4wt%,余量为铜板及不可避免的微量杂质;将称取好的上述原料放入真空感应熔炼炉的坩埚中,抽真空至炉内压力低于10-3Pa,然后充入高纯氩气作为保护气体;S2、熔炼铸造以10-15℃min的升温速率将炉料加热至1200-1300℃,使原料充分熔化,并在此温度下保温30-40min,利用电磁搅拌作用确保合金成分均匀混合,然后向熔炼炉内加入改性浇注剂,继续搅拌15-20min,使其均匀分散在合金液中;采用底注式铸造方法,将熔化均匀且添加了改性浇注剂的合金液浇注到预热至300-400℃的铸模中,铸模采用石墨材质,得到直径为80mm的铸锭;改性浇注剂的制备方法为:取适量的天然橡胶乳液,加入其质量3%-5%的纳米二氧化硅,在60-70℃下高速搅拌30-40min,使纳米二氧化硅均匀分散在天然橡胶乳液中,得到混合乳液;向上述混合乳液中缓慢滴加质量分数为10%-15%的丙烯酸单体,同时滴加引发剂,在70-80℃下进行乳液聚合反应2-3h,得到聚合产物;将聚合产物用去离子水洗涤3-5次,然后在50-60℃下真空干燥4-6h,得到改性浇注剂;引发剂采用过硫酸铵,引发剂用量为丙烯酸单体质量的0.5%-1%;S3、均匀化处理将铸锭放入电阻加热炉中,以5-8℃min的升温速率加热至800℃,并在该温度下保温8h,均匀化处理后,随炉冷却至600℃,然后取出空冷至室温;S4、锻造加工采用自由锻造以及小变形锻造相结合的方式对上述铸锭进行锻造,锻造完成后,将锻件进行空冷至室温,然后进行表面清理,去除氧化皮和其他杂质,采用酸洗和机械打磨相结合的方法,使表面粗糙度达到Ra0.8-Ra1.6μm;自由锻造过程:初始锻造温度控制在850-900℃,先采用大吨位水压机进行镦粗操作,镦粗比控制在1.5-2,每次镦粗的压下速率控制在5-8mms,镦粗后回炉加热至原始锻造温度,重复镦粗1-3次;然后进行拔长操作;拔长操作过程为:将镦粗后的坯料沿轴向进行拔长,每次拔长的变形量控制在20%-30%,拔长过程中的送进量与单边压下量之比控制在0.5-0.8,拔长速度控制在3-5mms,每拔长2-4次后回炉加热一次,确保坯料温度在合适的锻造范围内,经过多次拔长操作,使坯料的长度达到预定尺寸的1.2-1.5倍;小变形锻造过程:将经过自由锻造的坯料再次加热至800-850℃,采用精锻机进行小变形锻造精锻机的锻造频率设置为80-100次min,每次的压下量控制在2-3mm,通过多次小变形累积,逐步将坯料的横截面尺寸锻造至20mm×20mm,同时严格控制锻造过程中的温度,避免过热和过烧,最终锻造温度应保持在600℃以上;S5、固溶淬火将清理后的锻件放入盐浴炉中,盐浴介质采用50%BaCl2+50%NaCl的混合盐,以10-12℃min的升温速率加热至820℃,并在此温度下保温1h,使元素充分溶解到基体中,形成过饱和固溶体,固溶处理后,迅速将锻件从盐浴炉中取出,放入60-80℃的热水中进行淬火,淬火时间控制在3-5min;S6、时效处理将固溶淬火后的合金放入空气循环烘箱中,在200-500℃下进行时长为10-960分钟的时效处理,时效过程中烘箱内的温度波动控制在±5℃以内,确保时效效果的一致性;时效处理完成后,随炉冷却至室温,得到最终的铜镍锡合金材料。
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