CN104046810B - 一种汽车弹性元件用抗疲劳铜合金线的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车弹性元件用抗疲劳铜合金线的制备方法，其各元素成分的重量百分比如下：Al 2-4、Sn 1.2-2.4、Ni 0.5-1.5、Zn 0.6-0.12、Sb 0.4-0.8、Bi 0.25-0.35、As 0.03-0.06、B 0.015-0.025、Pd 0.01-0.02、Ru 0.005-0.015、Er 0.02-0.03、Tb 0.015-0.025、P 0.005-0.01，余量为铜及不可避免的杂质。本发明铜合金线耐疲劳性好，长期使用不断裂，使用寿命长，且具有耐磨性好、机械强度高、高抗疲劳老化、加工成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车弹性元件用抗疲劳铜合金线的制备方法，属于铜合金制造技术领域。
背景技术
铜合金是国民经济的重要材料，具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性，广泛应用于汽车弹性元件中。但是现有铜合金线的抗疲劳性较差，影响其使用寿命。
发明内容
为了解决现有的铜合金线抗疲劳性差的问题，本发明提供一种汽车弹性元件用抗疲劳铜合金线的制备方法，提高铜合金线的抗疲劳性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种汽车弹性元件用抗疲劳铜合金线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1220-1280℃下熔化，然后升温至1300-1350℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1260-1320℃加入精炼剂精炼20-30min，扒渣后保温15-20min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Al2-4、Sn1.2-2.4、Ni0.5-1.5、Zn0.6-0.12、Sb0.4-0.8、Bi0.25-0.35、As0.03-0.06、B0.015-0.025、Pd0.01-0.02、Ru0.005-0.015、Er0.02-0.03、Tb0.015-0.025、P0.005-0.01，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）铜合金液温度调整至1240-1280℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以180-240℃/h速率升温至400-440℃，保温2-4h，再以80-100℃/h速率降温至220-260℃，保温4-6h，空冷至室温；然后以150-200℃/h速率升温至350-380℃，保温3-4h，再以160-220℃/h速率升温至580-640℃，保温2-3h，再以160-190℃/h速率升温至940-980℃，保温1-2h；然后以200-250℃/h速率降温至520-560℃，保温3-4h，再以140-180℃/h速率降温至280-320℃，保温4-6h，再用0-3℃冰盐水淬火至150-170℃，然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线；
（3）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以130-160℃/h速率升温至280-320℃，保温3-5h，再以100-120℃/h速率升温至440-480℃，保温1-2h；然后以70-90℃/h速率降温至330-360℃，保温3-4h，再以60-80℃/h速率降温至200-220℃，保温4-6h，再以100-120℃/h速率升温至360-400℃，保温2-3h，再以85-95℃/h速率升温至520-560℃，保温1-2h；然后以200-250℃/h速率降温至175-195℃，保温5-10h，空冷至室温即可。
所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：蛭石2-3、高岭土4-6、光卤石3-5、氟化钙2-3、锰矿渣3-6、氟钛酸钾2-4、明矾粉1.5-2.5、冰晶石粉2-3、纳米氮化硅1-2、氯化钾3-4、硅烷偶联剂KH-5501-2；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520-550℃下煅烧2-4h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成45-55%的浆液，然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.0，2000-3000rpm高速研磨20-30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
本发明的有益效果：
本发明铜合金线耐疲劳性好，长期使用不断裂，使用寿命长，且具有耐磨性好、机械强度高、高抗疲劳老化、加工成本低等优点。
具体实施方式
一种汽车弹性元件用抗疲劳铜合金线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1260℃下熔化，然后升温至1320℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1280℃加入精炼剂精炼25min，扒渣后保温20min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Al2-4、Sn1.2-2.4、Ni0.5-1.5、Zn0.6-0.12、Sb0.4-0.8、Bi0.25-0.35、As0.03-0.06、B0.015-0.025、Pd0.01-0.02、Ru0.005-0.015、Er0.02-0.03、Tb0.015-0.025、P0.005-0.01，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）铜合金液温度调整至1250℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以220℃/h速率升温至420℃，保温3h，再以100℃/h速率降温至240℃，保温5h，空冷至室温；然后以180℃/h速率升温至360℃，保温3h，再以20℃/h速率升温至620℃，保温2h，再以180℃/h速率升温至960℃，保温1h；然后以240℃/h速率降温至530℃，保温3h，再以150℃/h速率降温至300℃，保温5h，再用2℃冰盐水淬火至160℃，然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线；
（3）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以140℃/h速率升温至290℃，保温4h，再以110℃/h速率升温至450℃，保温1h；然后以80℃/h速率降温至340℃，保温4h，再以70℃/h速率降温至210℃，保温5h，再以120℃/h速率升温至380℃，保温3h，再以90℃/h速率升温至540℃，保温1h；然后以240℃/h速率降温至180℃，保温6h，空冷至室温即可。
所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量（kg）的原料：蛭石2、高岭土6、光卤石4、氟化钙3、锰矿渣4、氟钛酸钾3、明矾粉2、冰晶石粉3、纳米氮化硅1.5、氯化钾3、硅烷偶联剂KH-5501.5；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入530℃下煅烧3h，取出粉碎过300目筛；加水打浆制成50%的浆液，然后加浓度为20%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5，2000rpm高速研磨30min，用浓度为20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，2000rpm高速搅拌6min，烘干，粉碎，过400目筛即可。
制得的铜合金线经检验，其主要性能为：抗拉强度485Mpa，屈服强度为366Mpa，延伸率18%。
Claims (1)
1.一种汽车弹性元件用抗疲劳铜合金线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1220-1280℃下熔化，然后升温至1300-1350℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1260-1320℃加入精炼剂精炼20-30min，扒渣后保温15-20min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Al2-4、Sn1.2-2.4、Ni0.5-1.5、Zn0.6-0.12、Sb0.4-0.8、Bi0.25-0.35、As0.03-0.06、B0.015-0.025、Pd0.01-0.02、Ru0.005-0.015、Er0.02-0.03、Tb0.015-0.025、P0.005-0.01，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）铜合金液温度调整至1240-1280℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以180-240℃/h速率升温至400-440℃，保温2-4h，再以80-100℃/h速率降温至220-260℃，保温4-6h，空冷至室温；然后以150-200℃/h速率升温至350-380℃，保温3-4h，再以160-220℃/h速率升温至580-640℃，保温2-3h，再以160-190℃/h速率升温至940-980℃，保温1-2h；然后以200-250℃/h速率降温至520-560℃，保温3-4h，再以140-180℃/h速率降温至280-320℃，保温4-6h，再用0-3℃冰盐水淬火至150-170℃，然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线；
将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以130-160℃/h速率升温至280-320℃，保温3-5h，再以100-120℃/h速率升温至440-480℃，保温1-2h；然后以70-90℃/h速率降温至330-360℃，保温3-4h，再以60-80℃/h速率降温至200-220℃，保温4-6h，再以100-120℃/h速率升温至360-400℃，保温2-3h，再以85-95℃/h速率升温至520-560℃，保温1-2h；然后以200-250℃/h速率降温至175-195℃，保温5-10h，空冷至室温即可；
所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：蛭石2-3、高岭土4-6、光卤石3-5、氟化钙2-3、锰矿渣3-6、氟钛酸钾2-4、明矾粉1.5-2.5、冰晶石粉2-3、纳米氮化硅1-2、氯化钾3-4、硅烷偶联剂KH-5501-2；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520-550℃下煅烧2-4h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成45-55%的浆液，然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.0，2000-3000rpm高速研磨20-30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
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