一種銅鎳硅鐵合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種銅鎳硅鐵合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，各行各業(yè)對(duì)于耐熱鋼、耐候鋼和合金鋼，板材鋼和帶材鋼的需求量日益增加。銅鎳硅鐵合金是上述鋼種的一種合金添加劑，由于銅和鎳都具有很強(qiáng)的韌性，人工破碎十分困難。目前的合金技術(shù)是采用電解銅和電解鎳切割成塊后，加入鋼水，作為爐前合金化處理。這種爐前合金化處理方法，用電解銅和電解鎳作合金添加劑，浪費(fèi)了電解銅和電解鎳生產(chǎn)過程中的電能和輔料，且電解銅和電解鎳價(jià)格昂貴，資源緊缺；而且單一的鎳元素熔點(diǎn)高，進(jìn)入待處理鋼水內(nèi)的擴(kuò)散性差，為了提高鎳在鋼中的均勻的固溶性，必須充分?jǐn)嚢?，增加了操作工序?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種銅鎳硅鐵合金，鑄態(tài)組織致密，細(xì)晶均勻，熔點(diǎn)低，擴(kuò)散性能高，脫氧效果好，同時(shí)生成成本低。
[0004]本發(fā)明的另一目的是提高該銅鎳硅鐵合金的制備方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種銅镲娃鐵合金，由以下重量百分比的成分組成:銅20_30%、镲10_22%、娃
16-20%、鈦 0.05-0.15%、碳彡 0.05%、磷彡 0.05%、硫彡 0.05%、余量為鐵。
[0007]所述的銅鎳硅鐵合金的制備方法，包括以下步驟:
[0008](I)按上述重量百分比稱取銅棒、鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉，將鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉混料3-5小時(shí)得到合金粉末；
[0009](2)將混合后的合金粉末裝入坩禍，將銅棒放在坩禍內(nèi)的合金粉末上，然后將坩禍放入真空高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，得到合金體，熔煉時(shí)分三個(gè)階段，先在800-1000°C溫度下保溫1-2小時(shí)，然后在1000-1200°C溫度下保溫2-3小時(shí)，再在800-1000°C溫度下保溫1_2小時(shí)，最后冷卻至室溫；
[0010](3)將得到的合金體依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效處理，得到銅鎳硅鐵合金，固溶處理時(shí)，固溶溫度為600-650°C，固溶時(shí)間為1.5-2.5小時(shí)，冷卻方式為水冷，時(shí)效處理時(shí)，時(shí)效溫度為500-550°C，時(shí)效時(shí)間為25-35小時(shí)，冷卻方式為空冷。
[0011]步驟⑵中所述的熔煉時(shí)真空度保持在3.0X 1(^-5.0X KT1Pac
[0012]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0013]本發(fā)明的銅鎳硅鐵合金，鑄態(tài)組織致密，細(xì)晶均勻，熔點(diǎn)低，擴(kuò)散性能高，脫氧效果好；硅是一種脫氧劑，其脫氧能力介于錳和鈦之間，將硅與銅、鎳放在一起制成的銅鎳硅鐵合金具有熔點(diǎn)低，易于破碎，兼?zhèn)涿撗跣Ч奶攸c(diǎn)，提高鎳在鋼水中的擴(kuò)散性能，方便爐前操作；添加變質(zhì)劑鈦對(duì)銅鎳硅鐵合金在真空爐內(nèi)進(jìn)行變質(zhì)處理，對(duì)銅鎳硅鐵合金起到細(xì)晶強(qiáng)化的作用，通過對(duì)鑄態(tài)銅鎳硅鐵合金進(jìn)行固溶和時(shí)效處理，起到析出相強(qiáng)化的作用，制備的銅鎳硅鐵合金鑄態(tài)組織致密，細(xì)晶均勻，擴(kuò)散性能高；而且制備方法簡(jiǎn)單，成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例，在未脫離本發(fā)明宗旨的前提下，所作的任何改進(jìn)均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0015]實(shí)施例1:
[0016]一種銅鎳硅鐵合金，由以下重量百分比的成分組成:銅20%、鎳10%、硅20%、鈦0.05%、碳彡(λ 05%、磷彡(λ 05%、硫彡(λ 05%、余量為鐵。
[0017]制備方法:
[0018](I)按上述重量百分比稱取銅棒、鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉，將鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉混料3小時(shí)得到合金粉末；
[0019](2)將混合后的合金粉末裝入坩禍，將銅棒放在坩禍內(nèi)的合金粉末上，然后將坩禍放入真空高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，得到合金體，熔煉時(shí)分三個(gè)階段，先在800°C溫度下保溫2小時(shí)，然后在1000°C溫度下保溫3小時(shí)，再在800°C溫度下保溫2小時(shí)，最后冷卻至室溫；熔煉時(shí)真空度保持在3.0X KT1Pa ；
[0020](3)將得到的合金體依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效處理，得到銅鎳硅鐵合金，固溶處理時(shí)，固溶溫度為600°C，固溶時(shí)間為2.5小時(shí)，冷卻方式為水冷，時(shí)效處理時(shí)，時(shí)效溫度為500°C，時(shí)效時(shí)間為35小時(shí)，冷卻方式為空冷。
[0021]實(shí)施例2:
[0022]一種銅鎳硅鐵合金，由以下重量百分比的成分組成:銅25%、鎳18%、硅18%、鈦
0.10%、碳彡0.05%、磷彡0.05%、硫彡0.05%、余量為鐵。
[0023]制備方法:
[0024](I)按上述重量百分比稱取銅棒、鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉，將鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉混料4小時(shí)得到合金粉末；
[0025](2)將混合后的合金粉末裝入坩禍，將銅棒放在坩禍內(nèi)的合金粉末上，然后將坩禍放入真空高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，得到合金體，熔煉時(shí)分三個(gè)階段，先在9000°C溫度下保溫
1.5小時(shí)，然后在1100°C溫度下保溫2.5小時(shí)，再在9000°C溫度下保溫1.5小時(shí)，最后冷卻至室溫；熔煉時(shí)真空度保持在4.0X KT1Pac
[0026](3)將得到的合金體依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效處理，得到銅鎳硅鐵合金，固溶處理時(shí)，固溶溫度為630°C，固溶時(shí)間為2.0小時(shí)，冷卻方式為水冷，時(shí)效處理時(shí)，時(shí)效溫度為530°C，時(shí)效時(shí)間為28小時(shí)，冷卻方式為空冷。
[0027]實(shí)施例3:
[0028]—種銅镲娃鐵合金，由以下重量百分比的成分組成:銅30%、镲22%、娃16%、鈦0.15%、碳彡0.05%、磷彡0.05%、硫彡0.05%、余量為鐵。
[0029]制備方法:
[0030](I)按上述重量百分比稱取銅棒、鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉，將鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉混料5小時(shí)得到合金粉末；
[0031](2)將混合后的合金粉末裝入坩禍，將銅棒放在坩禍內(nèi)的合金粉末上，然后將坩禍放入真空高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，得到合金體，熔煉時(shí)分三個(gè)階段，先在1000°c溫度下保溫I小時(shí)，然后在1200°c溫度下保溫2小時(shí)，再在1000°C溫度下保溫I小時(shí)，最后冷卻至室溫；熔煉時(shí)真空度保持在3.0X 10-15.0X KT1Pa ；
[0032](3)將得到的合金體依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效處理，得到銅鎳硅鐵合金，固溶處理時(shí)，固溶溫度為650°C，固溶時(shí)間為1.5小時(shí)，冷卻方式為水冷，時(shí)效處理時(shí)，時(shí)效溫度為550°C，時(shí)效時(shí)間為25小時(shí)，冷卻方式為空冷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種銅鎳硅鐵合金，其特征在于:由以下重量百分比的成分組成:銅20-30%、鎳10-22%、硅 16-20%、鈦 0.05-0.15%、碳彡 0.05%、磷彡 0.05%、硫彡 0.05%、余量為鐵。
2.一種如權(quán)利要求1所述的銅鎳硅鐵合金的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)按上述重量百分比稱取銅棒、鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉，將鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉混料3-5小時(shí)得到合金粉末； (2)將混合后的合金粉末裝入坩禍，將銅棒放在坩禍內(nèi)的合金粉末上，然后將坩禍放入真空高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，得到合金體，熔煉時(shí)分三個(gè)階段，先在800-1000°C溫度下保溫1-2小時(shí)，然后在1000-1200°C溫度下保溫2-3小時(shí)，再在800-1000°C溫度下保溫1-2小時(shí)，最后冷卻至室溫； (3)將得到的合金體依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效處理，得到銅鎳硅鐵合金，固溶處理時(shí)，固溶溫度為600-650°C，固溶時(shí)間為1.5-2.5小時(shí)，冷卻方式為水冷，時(shí)效處理時(shí)，時(shí)效溫度為500-550°C，時(shí)效時(shí)間為25-35小時(shí)，冷卻方式為空冷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鎳硅鐵合金的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的熔煉時(shí)真空度保持在3.0X 10-15.0X KT1Pac
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銅鎳硅鐵合金及其制備方法，由以下重量百分比成分組成：銅20-30％、鎳10-22％、硅16-20％、鈦0.05-0.15％、碳≤0.05％、磷≤0.05％、硫≤0.05％、余量為鐵。制備方法：(1)按比例稱取銅棒、鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉，將鎳粉、硅粉、鐵粉、鈦粉混料3-5小時(shí)得合金粉末；(2)將合金粉末裝入坩堝，將銅棒放在坩堝內(nèi)的合金粉末上，將坩堝放入真空高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，得到合金體；(3)將得到的合金體進(jìn)行固溶處理和時(shí)效處理，得銅鎳硅鐵合金。本發(fā)明的銅鎳硅鐵合金，鑄態(tài)組織致密，細(xì)晶均勻，熔點(diǎn)低，擴(kuò)散性能高，脫氧效果好，制備方法簡(jiǎn)單，成本低。
【IPC分類】C21D6-00, C22C38-16, C22C30-02, C22C38-60, C22C33-04, C22C1-02, C22F1-00
【公開號(hào)】CN104694849
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510063685
【發(fā)明人】梅百榮
【申請(qǐng)人】銅陵百榮新型材料鑄件有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日