一種堅(jiān)固有韌性的高性能銅合金線材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及銅合金線材領(lǐng)域，具體涉及一種堅(jiān)固有韌性的高性能銅合金線材及其制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]芯材為通常黃銅，外面鍍一層鋅，因?yàn)殇\在切開進(jìn)程中的氣化效果，這種銅合金線材的放電會(huì)比較安穩(wěn)，切開表面會(huì)比通常黃銅絲光滑?？墒沁@種銅合金線材在運(yùn)用進(jìn)程中常見的疑問(wèn)是掉粉，國(guó)內(nèi)外出產(chǎn)廠家一樣面臨。
[0004]電火花加工的原理是在一定介質(zhì)中，基于工具和工件(正、負(fù)電極)質(zhì)之間脈沖性火花放電的電腐蝕現(xiàn)象倆蝕除多余的金屬，從而達(dá)到對(duì)零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量等預(yù)定的加工要求。電火花切割加工主要用于模具制造，在樣板、凸輪、成形刀具、精密細(xì)小零件和特殊材料的加工中也得到日益廣泛的應(yīng)用。此外，在試制電機(jī)、電器等產(chǎn)品時(shí)，可直接用線切割加工某些零件，省去制造沖壓模具的時(shí)間，縮短試制周期。電火花切割加工具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、加工成本低等突出優(yōu)點(diǎn)。
[0005]對(duì)于電火花線切割加工用銅合金線材，理想的是其具有加工速度快，抗拉強(qiáng)度高、韌性強(qiáng)、導(dǎo)電好、價(jià)格低廉等特性?，F(xiàn)有技術(shù)的慢走絲電火花線切割銅合金線材有黃銅絲、鍍鋅黃銅絲、鍍鋅銅絲等。現(xiàn)有技術(shù)中的慢走絲電火花線切割銅合金線材中，普遍采用表面鍍鋅來(lái)提高加工速度。但是當(dāng)對(duì)零件加工的精度、光潔度要求較高時(shí)，比如精密模具、精密儀器的零部件、表面質(zhì)量要求高的零件等，現(xiàn)有技術(shù)中的電火花切割銅合金線材的性能，難以同時(shí)兼顧速度和質(zhì)量要求。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種堅(jiān)固有韌性的高性能銅合金線材及其制備方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種堅(jiān)固有韌性的高性能銅合金線材及其制備方法，包括芯材、中間鍍層和外鍍層，所述芯材由以下重量份的原料制備而成:
銅23?45份、鐵30?54份、碳30?55份、錫1.5?2.4份、鉻4?9份、錳1?3份、鉬2?5份、鎳1.3?5.1份、娃2.3?5.4份、媽3?6份、fji 3?4份、磷2?6份、硫5?10份、招8.2?10份、鋅3?6份、鋯1.1?1.3份、釹1.2?4.4份、鈰3.3?3.5份；
所述中間鍍層由以下重量份的原料制備而成:
紫銅25?40份、鎘2?3份、鋯2?4份、硼5?6份、錫1.5?2.4份、鎳1.3?5.1份，其余為鋅；
所述外鍍層由以下重量份的原料制備而成: 黃銅20?40、鉛5?8份、砷5?8份和稀土元素，其余為鋅；
所述芯材和中間鍍層之間設(shè)置有導(dǎo)熱填料;所述外鍍層外包裹設(shè)置有護(hù)套。
[0009]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)熱填料為氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氮化鋁、碳化硅按質(zhì)量比2:2:3:1:1。
[0010]進(jìn)一步地，所述稀土元素為鑭、鈰、鐠、釹、钷、釓和銪中的任意二種。
[0011]進(jìn)一步地，一種堅(jiān)固有韌性的高性能銅合金線材及其制備方法，包括如下步驟:
S1:稱取銅23?45份、鐵30?54份、碳30?55份、錫1.5?2.4份、鉻4?9份、錳1?3
份、鉬2?5份、鎳1.3?5.1份、娃2.3?5.4份、媽3?6份、fji 3?4份、磷2?6份、硫5?10份、鋁8.2?10份、鋅3?6份、鋯1.1?1.3份、釹1.2?4.4份、鈰3.3?3.5份混合之后得到配料混合物I;
稱取紫銅25?40份、鎘2?3份、鋯2?4份、硼5?6份、錫1.5?2.4份、鎳1.3?5.1份，其余為鋅;進(jìn)行充分混合，得到配料混合物Π ;
稱取黃銅20?40份、鉛5?8份、砷5?8份和稀土元素，其余為鋅，混合之后得到配料混合物m;
S2:分別將配料混合物1、配料混合物Π和配料混合物m投入三個(gè)感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，得到熔融的金屬液A、金屬液B和金屬液C，
53、將步驟S2中所得金屬液A再倒入連鑄設(shè)備內(nèi)，制備金屬合金線還；
54、將步驟S2得到的金屬液B倒入金屬合金線坯中，經(jīng)冷卻拉伸和在線退火，制成直徑為0.35?0.39mm的銅合金線材；
55、將步驟S2得到的金屬液C倒入步驟S4所得的銅合金線材中，再進(jìn)行連拉連退在線退火操作；
56、將步驟S5所得產(chǎn)品進(jìn)行酸水洗之后，再進(jìn)行連拉連退加工后熱處理得直徑為0.08?0.41mm的銅合金線材成品；
進(jìn)一步地，所述步驟S2中的熔煉溫度為1200?2200°C，保溫時(shí)間為1?4小時(shí)。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟S4中拉伸速度為880?3500m/min，退火電壓為11?155V。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟S6中酸水洗采用酸洗液為鍍層助焊劑，其比例為1:3 ;水洗液為去離子水或者純凈。
[0014]進(jìn)一步地，所述步驟S6中熱處理溫度為200?670度，熱處理時(shí)間5?22小時(shí)。
[0015]本發(fā)明鋼芯銅合金線材是一種復(fù)合絲，由鋼制的芯加上中間的紫銅鍍層和外面的黃銅鍍層組成，鋼芯在常溫下的拉伸強(qiáng)度與黃銅絲差不多，但是隨著溫度的升高黃銅絲的拉伸強(qiáng)度迅速降低，鋼的拉伸強(qiáng)度則高于黃銅絲，鋼芯外面包了一層紫銅用以提高電導(dǎo)率，而外面的黃銅層則起到了改善沖洗性能的作用。
[0016]增加了金屬絲在加工液中的耐蝕性，顯著的改善了其切削性能，特別降低了加工后的表面粗糙度，所得的金屬絲具有穩(wěn)定的抗拉強(qiáng)度;具有一定銅鋅合金層，提高了氣化溫度，有利于帶走更多熱量，可操作性強(qiáng)，制備步驟少，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，易于制得符合要求的產(chǎn)品，且易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；妥詣?dòng)化生產(chǎn)。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]本發(fā)明包括芯材、中間鍍層和外鍍層，所述芯材由以下重量份的原料制備而成:
銅23?45份、鐵30?54份、碳30?55份、錫1.5?2.4份、鉻4?9份、錳1?3份、鉬2?5份、鎳1.3?5.1份、娃2.3?5.4份、媽3?6份、fji 3?4份、磷2?6份、硫5?10份、招8.2?10份、鋅3?6份、鋯1.1?1.3份、釹1.2?4.4份、鈰3.3?3.5份；
所述中間鍍層由以下重量份的原料制備而成:
紫銅25?40份、鎘2?3份、鋯2?4份、硼5?6份、錫1.5?2.4份、鎳1.3?5.1份，其余為鋅；
所述外鍍層由以下重量份的原料制備而成:
黃銅20?40、鉛5?8份、砷5?8份和稀土元素，其余為鋅；
所述芯材和中間鍍層之間設(shè)置有導(dǎo)熱填料;所述外鍍層外包裹設(shè)置有護(hù)套。
[0019]所述導(dǎo)熱填料為氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氮化鋁、碳化硅按質(zhì)量比2:2:3:1:1。
[0020]所述稀土元素為鑭、鈰、鐠、釹、钷、釓和銪中的任意二種。
[0021 ] 一種堅(jiān)固有韌性的高性能銅合金線材及其制備方法，包括如下步驟:
S1:稱取銅23?45份、鐵30?54份、碳30?55份、錫1.5?2.4份、鉻4?9份、錳1?3份、鉬2?5份、鎳1.3?5.1份、娃2.3?5.4份、媽3?6份、fji 3?4份、磷2?6份、硫5?10份、鋁8.2?10份、鋅3?6份、鋯1.1?1.3份、釹1.2?4.4份、鈰3.3?3.5份混合之后得到配料混合物I;
稱取紫銅25?40份、鎘2?3份、鋯2?4份、硼5?6份、錫1.5?2.4份、鎳1.3?5.1份，其余為鋅;進(jìn)行充分混合，得到配料混合物Π ;
稱取黃銅20?40份、鉛5?8份、砷5?8份和稀土元素，其余為鋅，混合之后得到配料混合物m;
S2:分別將配料混合物1、配料混合物Π和配料混合物m投入三個(gè)感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，得到熔融的金屬液A、金屬液B和金屬液C，
53、將步驟S2中所得金屬液A再倒入連鑄設(shè)備內(nèi)，制備金屬合金線還；
54、將步驟S2得到的金屬液B倒入金屬合金線坯中，經(jīng)冷卻拉伸和在線退火，制成直徑為0.35?0.39mm的銅合金線材；
55、將步驟S2得到的金屬液C倒入步驟S4所得的銅合金線材中，再進(jìn)行連拉連退在線退火操作；
56、將步驟S5所得產(chǎn)品進(jìn)行酸水洗之后，再進(jìn)行連拉連退加工后熱處理得直徑為0.08?0.41mm的銅合金線材成品；
所述步驟S2中的熔煉溫度為1200?2200°C，保溫時(shí)間為1?4小時(shí)。
[0022]所述步驟S4中拉伸速度為880?3500m/min，退火電壓為11?155V。
[0023]所述步驟S6中酸水洗采用酸洗液為鍍層助焊劑，其比例為1: 3 ；水洗液為去離子水或者純凈。
[0024]所述步驟S6中熱處理溫度為200?670度，熱處理時(shí)間5?22小時(shí)。
[0025]
實(shí)施例1: S1:稱取銅45份、鐵54份、碳30份、錫2.4份、鉻4份、錳3份、鉬2份、鎳5.1份、硅2.3份、鎢6份、釩3份、磷6份、硫10份、鋁10份、鋅3份、錯(cuò)1.1份、釹4.4份、鈰3.3份混合之后得到配料混合物I;
稱取紫銅40份、鎘2份、錯(cuò)2份、硼6份、錫1.5份、鎳1.3份，其余為鋅;進(jìn)行充分混合，得到配料混合物Π;
稱取黃銅20份、鉛5份、砷8份和稀土元