本發(fā)明涉及合金材料
技術領域：
，尤其涉及一種用于配電柜的高強度銅合金材料及其制備方法。
背景技術：
：銅合金是以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。純銅呈紫紅色，又稱紫銅；純銅密度為8.96，熔點為1083℃，具有優(yōu)良的導電性、導熱性、延展性和耐蝕性；主要用于制作發(fā)電機、母線、電纜、開關裝置、變壓器等電工器材和熱交換器、管道、太陽能加熱裝置的平板集熱器等導熱器材。配電柜（箱）分動力配電柜（箱）和照明配電柜（箱）、計量柜（箱），是配電系統(tǒng)的末級設備。配電柜是電動機控制中心的統(tǒng)稱。配電柜使用在負荷比較分散、回路較少的場合；電動機控制中心用于負荷集中、回路較多的場合。它們把上一級配電設備某一電路的電能分配給就近的負荷。這級設備應對負荷提供保護、監(jiān)視和控制。配電柜作為電氣行業(yè)重要的設備，被廣泛應用于室內(nèi)、室外及其他嚴苛的環(huán)境當中，銅合金因此良好的導電導熱性能以及耐蝕性能，被廣泛的用于配電柜的生產(chǎn)制造。然而，現(xiàn)有的配電柜用銅合金材料由于強度不夠，抗沖擊性能差，在使用過程中易產(chǎn)生嚴重的變形問題。基于上述陳述，本發(fā)明提出了一種用于配電柜的高強度銅合金材料及其制備方法。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺點，而提出的一種用于配電柜的高強度銅合金材料及其制備方法。一種用于配電柜的高強度銅合金材料，包括以下重量百分比的原料：包括95～97%合金元素和3～5%的非金屬材料；所述合金元素，包括以下重量百分比的原料：鋁1.5～3.5%、錳5.2～8.8%、鎳0.02～0.06%、鎢3～8%、鎂2.8～4.2%、鎘1.6～2.2%、錫0.1～0.3%、鋅1.2～1.8%、余量為銅。優(yōu)選的，所述的一種用于配電柜的高強度銅合金材料，包括以下重量百分比的原料：合金元素95.5～96.5%和非金屬材料3.5～4.5%。優(yōu)選的，所述的一種用于配電柜的高強度銅合金材料，包括以下重量百分比的原料：合金元素96%和非金屬材料4%。優(yōu)選的，所述非金屬材料為納米級的碳化硅和碳化鐵的復配劑或納米級的碳化硅和石墨粉的復配劑中的一種。優(yōu)選的，所述合金元素，包括以下重量百分比的原料：鋁1.8～3%、錳5.5～8.5%、鎳0.03～0.05%、鎢4～7%、鎂3～4%、鎘1.8～2%、錫0.15～0.25%、鋅1.4～1.6%、余量為銅。優(yōu)選的，所述合金元素，包括以下重量百分比的原料：鋁2%、錳6%、鎳0.04%、鎢5%、鎂3.5%、鎘1.9%、錫0.2%、鋅1.5%、余量為銅。本發(fā)明還提出了一種用于配電柜的高強度銅合金材料的制備方法，包括以下步驟：S1、按所述重量百分比進行配料，先將鎢加入到真空中頻感應加熱爐中，熔煉溫度為3425～3450℃，熔煉18～25min后，降溫至1250～1450℃保溫，然后加入錳、鎳、鎢、鎂、鎘、錫和鋅，繼續(xù)熔煉25～40min，邊熔煉邊以540～640r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后降溫至815～850℃保溫，得合金液A；S2、向步驟S1中所得的合金液A內(nèi)通入干燥氮氣，保持氮氣通入時間為30～50min，完成進行除氣處理后，升溫至1250～1450℃后保溫，加入非金屬材料，以540～640r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后引流入鑄腔內(nèi)，冷卻后得所需鑄件B；S3、對步驟S3中所得的鑄件進行淬火處理和回火處理后冷卻至室溫即得，淬火處理溫度為560～620℃，淬火處理時間為2～3h，回火處理溫度為730～750℃，回火處理時間為1.5～2.5h。本發(fā)明提出的一種用于配電柜的高強度銅合金材料，其具有強度高、硬度高，耐磨性好、耐腐蝕性好及抗沖擊性好的特點，本發(fā)明通過科學的控制合金元素間的配比，在保證銅合金良好的導電導熱性能的同時，有效的提高了其機械性能，易于鑄造加工，成型性好，本發(fā)明還提出了一種用于配電柜的高強度銅合金材料的制備方法，利用合金元素高溫熔融混合反應制成銅合金，并在熔融過程中加入非金屬材料，高速混合均勻，鑄造而得，其制備方法簡單，制備成本低，減少了對環(huán)境有害的鉛等元素，對環(huán)境友好，所得銅合金材料可廣泛應用于配電柜的生產(chǎn)，其強度高，散熱性好，能有效的延長了配電柜及內(nèi)部設備的使用壽命，值得推廣。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步解說。實施例一本發(fā)明提出的一種用于配電柜的高強度銅合金材料，包括95%合金元素和5%的納米級的碳化硅和碳化鐵的復配劑；其中合金元素，包括以下重量百分比的原料：鋁2%、錳6%、鎳0.05%、鎢4%、鎂3%、鎘2%、錫0.15%、鋅1.5%、余量為銅。其制備方法，包括以下步驟：S1、按所述重量百分比進行配料，先將鎢加入到真空中頻感應加熱爐中，熔煉溫度為3430℃，熔煉24min后，降溫至1300℃保溫，然后加入錳、鎳、鎢、鎂、鎘、錫和鋅，繼續(xù)熔煉35min，邊熔煉邊以540r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后降溫至840℃保溫，得合金液A；S2、向步驟S1中所得的合金液A內(nèi)通入干燥氮氣，保持氮氣通入時間為40min，完成進行除氣處理后，升溫至1300℃后保溫，加入納米級的碳化硅和碳化鐵的復配劑，以540r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后引流入鑄腔內(nèi)，冷卻后得所需鑄件B；S3、對步驟S3中所得的鑄件進行淬火處理和回火處理后冷卻至室溫即得，淬火處理溫度為580℃，淬火處理時間為2.8h，回火處理溫度為740℃，回火處理時間為2h。實施例二本發(fā)明提出的一種用于配電柜的高強度銅合金材料，包括97%合金元素和3%的納米級的碳化硅和石墨粉的復配劑；其中合金元素，包括以下重量百分比的原料：鋁1.5%、錳7%、鎳0.02%、鎢8%、鎂2.8%、鎘1.8%、錫0.3%、鋅1.2%、余量為銅。其制備方法，包括以下步驟：S1、按所述重量百分比進行配料，先將鎢加入到真空中頻感應加熱爐中，熔煉溫度為3450℃，熔煉18min后，降溫至1250℃保溫，然后加入錳、鎳、鎢、鎂、鎘、錫和鋅，繼續(xù)熔煉40min，邊熔煉邊以590r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后降溫至815℃保溫，得合金液A；S2、向步驟S1中所得的合金液A內(nèi)通入干燥氮氣，保持氮氣通入時間為35min，完成進行除氣處理后，升溫至1250℃后保溫，加入納米級的碳化硅和石墨粉的復配劑，以590r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后引流入鑄腔內(nèi)，冷卻后得所需鑄件B；S3、對步驟S3中所得的鑄件進行淬火處理和回火處理后冷卻至室溫即得，淬火處理溫度為600℃，淬火處理時間為2.5h，回火處理溫度為745℃，回火處理時間為1.8h。實施例三本發(fā)明提出的一種用于配電柜的高強度銅合金材料，包括96%合金元素和4%的納米級的碳化硅和碳化鐵的復配劑；其中合金元素，包括以下重量百分比的原料：鋁3%、錳8%、鎳0.04%、鎢3%、鎂4%、鎘2.2%、錫0.1%、鋅1.8%、余量為銅。其制備方法，包括以下步驟：S1、按所述重量百分比進行配料，先將鎢加入到真空中頻感應加熱爐中，熔煉溫度為3425℃，熔煉25min后，降溫至1400℃保溫，然后加入錳、鎳、鎢、鎂、鎘、錫和鋅，繼續(xù)熔煉28min，邊熔煉邊以640r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后降溫至825℃保溫，得合金液A；S2、向步驟S1中所得的合金液A內(nèi)通入干燥氮氣，保持氮氣通入時間為45min，完成進行除氣處理后，升溫至1400℃后保溫，加入納米級的碳化硅和碳化鐵的復配劑，以640r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后引流入鑄腔內(nèi)，冷卻后得所需鑄件B；S3、對步驟S3中所得的鑄件進行淬火處理和回火處理后冷卻至室溫即得，淬火處理溫度為560℃，淬火處理時間為3h，回火處理溫度為730℃，回火處理時間為2.5h。實施例四本發(fā)明提出的一種用于配電柜的高強度銅合金材料，包括95.5%合金元素和4.5%的納米級的碳化硅和碳化鐵的復配劑；其中合金元素，包括以下重量百分比的原料：鋁2.5%、錳5.2%、鎳0.03%、鎢5%、鎂4.2%、鎘1.6%、錫0.25%、鋅1.4%、余量為銅。其制備方法，包括以下步驟：S1、按所述重量百分比進行配料，先將鎢加入到真空中頻感應加熱爐中，熔煉溫度為3440℃，熔煉22min后，降溫至1350℃保溫，然后加入錳、鎳、鎢、鎂、鎘、錫和鋅，繼續(xù)熔煉30min，邊熔煉邊以550r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后降溫至850℃保溫，得合金液A；S2、向步驟S1中所得的合金液A內(nèi)通入干燥氮氣，保持氮氣通入時間為30min，完成進行除氣處理后，升溫至1350℃后保溫，加入納米級的碳化硅和碳化鐵的復配劑，以550r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后引流入鑄腔內(nèi)，冷卻后得所需鑄件B；S3、對步驟S3中所得的鑄件進行淬火處理和回火處理后冷卻至室溫即得，淬火處理溫度為620℃，淬火處理時間為2h，回火處理溫度為750℃，回火處理時間為1.5h。實施例五本發(fā)明提出的一種用于配電柜的高強度銅合金材料，包括96.5%合金元素和3.5%的納米級的碳化硅和石墨粉的復配劑；其中合金元素，包括以下重量百分比的原料：鋁3.5%、錳8.8%、鎳0.06%、鎢6%、鎂3.5%、鎘1.9%、錫0.2%、鋅1.6%、余量為銅。其制備方法，包括以下步驟：S1、按所述重量百分比進行配料，先將鎢加入到真空中頻感應加熱爐中，熔煉溫度為3445℃，熔煉20min后，降溫至1450℃保溫，然后加入錳、鎳、鎢、鎂、鎘、錫和鋅，繼續(xù)熔煉25min，邊熔煉邊以600r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后降溫至830℃保溫，得合金液A；S2、向步驟S1中所得的合金液A內(nèi)通入干燥氮氣，保持氮氣通入時間為50min，完成進行除氣處理后，升溫至1450℃后保溫，加入納米級的碳化硅和石墨粉的復配劑，以600r/min轉(zhuǎn)速進行攪拌混合，混合均勻后引流入鑄腔內(nèi)，冷卻后得所需鑄件B；S3、對步驟S3中所得的鑄件進行淬火處理和回火處理后冷卻至室溫即得，淬火處理溫度為610℃，淬火處理時間為2.2h，回火處理溫度為735℃，回火處理時間為2.2h。分別測試本發(fā)明實施例一～五中制備的用于配電柜的高強度銅合金材料的抗沖擊強度，得出如下結(jié)果：實施例一二三四五抗沖擊強度（MPa）403387391397392以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3