專利名稱：拉伸模具銅合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，具體地講是一種銅合金，主要用于制造不銹鋼板材拉伸模、薄鋼板料拉伸成型模具、鋼管成型用之滾輪、汽車、摩托車鋼圈制造之滾輪、重型機(jī)械之齒輪、各種機(jī)械高速精密零件等。
背景技術(shù)：
目前不銹鋼板材拉伸模、薄鋼板料拉伸成型模具、鋼管成型用之滾輪、汽車、摩托車鋼圈制造之滾輪、重型機(jī)械之齒輪、各種機(jī)械高速精密零件等的制造多采用普通模具鋼，普通模具鋼的熱傳導(dǎo)性差，只有42W/m.K，在生產(chǎn)過程中需要熱處理，增加了工序，加工復(fù)雜，同時(shí)其磨擦系數(shù)大，磨擦系數(shù)為0.15-0.3，由于其自身的性能差異直接影響產(chǎn)品的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種熱傳導(dǎo)性能好、磨擦系數(shù)小、機(jī)械加工容易的銅合金。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的拉伸模具銅合金，其特殊之處在于它含有如下重量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)成分Cr 0-0.5％ Mn 1.8-4.0％ Fe1.8-4.0％ Al 12.5-14.5％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的一種較好的方案，拉伸模具銅合金，其特殊之處在于它含有如下重量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)成分Cr 0.15-0.35％ Mn 2.0-3.5％ Fe2.0-3.5％ Al 13-14.5％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的一種最佳方案，拉伸模具銅合金，其特殊之處在于它含有如下重量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)成分Cr 0.25％ Mn 2.2％ Fe 2.2％ Al 14.0％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
本發(fā)明的拉伸模具銅合金，其硬度為HRC42°-50°。
本發(fā)明所述的拉伸模具銅合金，其生產(chǎn)工藝如下電爐預(yù)熱至300℃左右時(shí)加入60％的銅料，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時(shí)，加入鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時(shí)，進(jìn)行澆鑄。
本發(fā)明的拉伸模具銅合金的有效化學(xué)成分的設(shè)計(jì)依據(jù)及含量范圍的限定理由如下Cr鉻的主要作用是通過細(xì)化并改善基體組織結(jié)構(gòu)，提高材質(zhì)硬度，抗疲勞強(qiáng)度，彎曲屈服極限得到顯著提高，進(jìn)而提高產(chǎn)品的耐磨性的熱穩(wěn)定性，但鉻含量過高，則產(chǎn)生材料抗彎強(qiáng)度降低，增加脆性，造成產(chǎn)品易折斷，因此鉻的含量控制在0-0.5％。
Mn錳具有很強(qiáng)的韌性和耐磨性，具有一定合金強(qiáng)化作用，但錳量過高則造成材料脆性增加，因此錳的含量控制在1.8-4.0％。
Fe鐵具有延展性，質(zhì)硬，具有合金強(qiáng)化作用，但鐵量過高則造成材料脆性增加，因此鐵的含量控制在1.8-4.0％。
Al鋁質(zhì)輕，能提高材質(zhì)硬度和抗拉強(qiáng)度，因此鋁的含量控制在12.5-14.5％。
Cu銅的主要作用是耐磨性和導(dǎo)熱性，因而銅的含量高一些。
本發(fā)明所述的拉伸模具銅合金與已有技術(shù)相比具有如下積極效果1、磨擦系數(shù)小，僅為0.006-0.01，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼和鑄鐵，極大地減少了工件與模具磨擦產(chǎn)生的熱量，提高了模具的使用壽命和產(chǎn)品表面質(zhì)量；2、熱傳導(dǎo)性能好，其熱傳導(dǎo)為100W/m.K-110W/m.K(22℃-300℃)，而普通的模具鋼的熱傳導(dǎo)僅為42W/m.K，本發(fā)明的銅合金可以保證工作中整體模具溫度分布均勻，不會(huì)因局部高溫使模具產(chǎn)生裂紋，也不會(huì)使拉伸產(chǎn)品表面出現(xiàn)冷焊、脫痕及起皺現(xiàn)象；3、機(jī)械加工容易，因其硬度為HRC 42°-50°，硬度高不用熱處理，減少工序；4、耐磨、耐蝕、光滑，同時(shí)延長(zhǎng)使用壽命。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解與實(shí)施，下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明拉伸模具銅合金。
實(shí)施例1，按本發(fā)明的化學(xué)成分要求稱量Cr 2.55Kg、Mn 22.7Kg、Fe22.7Kg、Al 144.6Kg、Cu 840Kg，電爐預(yù)熱至300℃左右時(shí)加入60％的銅料504Kg，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入上述稱取的鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時(shí)，加入上述稱取的鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅336Kg，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時(shí)，進(jìn)行澆鑄，即得本發(fā)明的拉伸模具銅合金。取樣進(jìn)行化學(xué)分析，其化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為Cr 0.25％ Mn 2.2％ Fe 2.2％ Al 14.0％，其余為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)，經(jīng)測(cè)試其硬度為46°。
實(shí)施例2，按本發(fā)明的化學(xué)成分要求稱量Cr 1.55Kg、Mn 20.6Kg、Fe 20.6Kg、Al 134Kg、Cu 856Kg，電爐預(yù)熱至300℃左右時(shí)加入60％的銅料514Kg，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入上述稱取的鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時(shí)，加入上述稱取的鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅342Kg，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時(shí)，進(jìn)行澆鑄，即得本發(fā)明的拉伸模具銅合金。取樣進(jìn)行化學(xué)分析，其化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為Cr 0.15％ Mn 2.0％ Fe 2.0％ Al 13％，其余為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。經(jīng)測(cè)試其硬度為44°。
實(shí)施例3，按本發(fā)明的化學(xué)成分要求稱量Cr 3.55Kg、Mn 36Kg、Fe 36Kg、Al 150Kg、Cu 808Kg，電爐預(yù)熱至300℃左右時(shí)加入60％的銅料485Kg，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入上述稱取的鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時(shí)，加入上述稱取的鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅323Kg，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時(shí)，進(jìn)行澆鑄，即得本發(fā)明的拉伸模具銅合金。取樣進(jìn)行化學(xué)分析，其化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為Cr 0.35％ Mn 3.5％ Fe 3.5％ Al 14.5％，其余為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。經(jīng)測(cè)試其硬度為48°。
實(shí)施例4，按本發(fā)明的化學(xué)成分要求稱量Mn 18.5Kg、Fe 18.5Kg、Al129Kg、Cu 863Kg，電爐預(yù)熱至300℃左右時(shí)加入60％的銅料518Kg，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入上述稱取的鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時(shí)，加入上述稱取的鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅345Kg，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時(shí)，進(jìn)行澆鑄，即得本發(fā)明的拉伸模具銅合金。取樣進(jìn)行化學(xué)分析，其化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為Mn 1.8％ Fe 1.8％ Al 12.5％，其余為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。經(jīng)測(cè)試其硬度為42°。
實(shí)施例5，按本發(fā)明的化學(xué)成分要求稱量Cr 5.05Kg、Mn 41.2Kg、Fe 41.2Kg、Al 150Kg、Cu 796Kg，電爐預(yù)熱至300℃左右時(shí)加入60％的銅料478Kg，表面用木炭粉覆蓋，熔化后加入上述稱取的鐵、錳、鉻，升溫到1200℃左右時(shí)，加入上述稱取的鋁快速攪拌，待各種金屬全部熔化后加入余下的40％的銅318Kg，熔化后扒去浮渣，升溫到1150℃-1200℃左右時(shí)，進(jìn)行澆鑄，即得本發(fā)明的拉伸模具銅合金。取樣進(jìn)行化學(xué)分析，其化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為Cr 0.5％ Mn 4.0％ Fe 4.0％ Al 14.5％，其余為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。經(jīng)測(cè)試其硬度為50°。
權(quán)利要求
1.拉伸模具銅合金，其特征在于它含有如下重量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)成分Cr 0-0.5％ Mn 1.8-4.0％ Fe 1.8-4.0％ Al 12.5-14.5％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
2.按權(quán)利要求1所述的拉伸模具銅合金，其特征在于它含有如下重量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)成分Cr 0.15-0.35％ Mn 2.0-3.5％ Fe 2.0-3.5％ Al13-14.5％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
3.按權(quán)利要求2所述的拉伸模具銅合金，其特征在于它含有如下重量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)成分Cr 0.25％ Mn 2.2％ Fe 2.2％ Al 14.0％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)。
4.按權(quán)利要求1或2或3所述的拉伸模具銅合金，其特征在于其硬度為HRC 42°-50°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種拉伸模具銅合金，它含有如下重量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)成分Cr 0－0.5％ Mn 1.8－4.0％ Fe 1.8－4.0％ Al 12.5－14.5％，余量為Cu及不可避免的微量雜質(zhì)，其硬度為HRC 42°－50°，是一種熱傳導(dǎo)性能好、機(jī)械加工容易、摩擦系數(shù)小、耐磨、耐蝕、光滑、使用壽命長(zhǎng)的銅合金，主要用于制造不銹鋼板材拉伸模、薄鋼板料拉伸成型模具、鋼管成型用之滾輪、汽車、摩托車鋼圈制造之滾輪、重型機(jī)械之齒輪、各種機(jī)械高速精密零件等。
文檔編號(hào)C22C9/01GK1616692SQ200410036559
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者宋協(xié)福 申請(qǐng)人:宋協(xié)福