一種含釔的高塑性紫銅制備方法
【專利摘要】一種含釔的高塑性紫銅制備方法，其屬于合金材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法采用在紫銅熔煉時(shí)加入0.01%-0.06%的稀土元素釔，利用釔細(xì)化紫銅的晶粒，達(dá)到提高紫銅塑性的目的，以解決紫銅在高應(yīng)變速率塑性加工時(shí)形成微觀缺陷的問題。與紫銅相比，加入稀土元素釔的紫銅晶粒度小，塑性和強(qiáng)度性能明顯提高，加入稀土元素釔的紫銅的抗拉強(qiáng)度可以提高40-75MPa，經(jīng)過高應(yīng)變速率的塑性加工后無(wú)微觀組織缺陷，晶界處未形成開裂或空洞。通過該方法提高了紫銅的塑性性能并能夠增大其應(yīng)用范圍和應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含釔的高塑性紫銅制備方法，其屬于合金材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。 一種含釔的高塑性紫銅制備方法
【背景技術(shù)】
[0002] 紫銅即純銅，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和塑性。紫銅具有面心立方晶格，無(wú)同素 異形轉(zhuǎn)變，塑性較好而強(qiáng)度低，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中。雖然紫銅的塑性較好，但是在應(yīng)變速 率較高時(shí)仍會(huì)由于強(qiáng)烈的塑性變形而形成一定的晶界缺陷，圖1是紫銅熱軋時(shí)所形成的晶 界開裂(乳制溫度750-KKKTC，壓縮率30%-45%，軋制速度30-50mm/s)。如果在軋制、擠壓等 強(qiáng)烈塑性變形的過程中形成晶界缺陷，則會(huì)導(dǎo)致塑性加工后的紫銅強(qiáng)度降低甚至開裂，影 響其使用性能，因此需要采用一定的方法來提高紫銅的塑性，以改善紫銅高應(yīng)變速率塑性 加工時(shí)的性能。釔（Y)是一種常見的稀土元素，是一種灰色金屬。密度4. 4689克/立方厘 米，熔點(diǎn)1522°C，沸點(diǎn)3338°C，常見化合價(jià)為+3價(jià)。釔可用于制造特種玻璃和合金。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種含釔的高塑性紫銅制備方法，在紫銅熔煉 時(shí)加入微量的稀土元素釔，以改善紫銅的塑性并提高其強(qiáng)度，從而解決高應(yīng)變速率條件下 紫銅形成微觀組織缺陷的問題，進(jìn)而增大紫銅的應(yīng)用范圍和應(yīng)用價(jià)值。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種含釔的高塑性紫銅制備方法，包含以下步驟： (1) 將釔與紫銅按照0. 01%-0. 06% :1的比例投入到高頻感應(yīng)電爐的石墨坩堝中，采用 氬氣作為保護(hù)氣進(jìn)行熔煉；所述紫銅的純度質(zhì)量百分比為99. 99%，釔的純度質(zhì)量百分比為 99. 99% ； (2) 熔煉形成的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度600-800°C，退火時(shí)間30-45小時(shí)； (3) 退火后的合金緩慢降溫至450-550°C ; (4) 再以6-9°C /小時(shí)的速度冷卻至室溫，得到含釔的高塑性紫銅。
[0005] 將制備的合金材料加工成8X3mm的拉伸試樣，在Instron-5100電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī) 上測(cè)量室溫抗拉強(qiáng)度。
[0006] 金相試樣用180#、500#水砂紙和200#、500#、800#金相砂紙磨平后，再用顆粒直徑 1 μ m的金剛石拋光液和金絲絨拋光布在拋光機(jī)上拋光。然后用FeCl4水溶液對(duì)試件進(jìn)行腐 蝕，用水和酒精分別清洗試樣表面后，用吹風(fēng)機(jī)吹干。采用Olympus光學(xué)顯微鏡觀察銅及銅 合金的金相組織。使用HITACHI S-4700型掃描電子顯微鏡觀察銅及銅合金的微觀組織并 分析合金兀素的分布。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是：該方法采用在紫銅熔煉時(shí)加入0. 01%_0. 06%的稀土元素 釔，利用釔細(xì)化紫銅的晶粒，達(dá)到提高紫銅塑性的目的，以解決紫銅在高應(yīng)變速率塑性加工 時(shí)形成微觀組織缺陷的問題。與紫銅相比，加入稀土元素釔的紫銅晶粒度小，塑性和強(qiáng)度性 能明顯提高，加入稀土元素釔的銅的抗拉強(qiáng)度可以提高40-75MPa，經(jīng)過高應(yīng)變速率的塑性 加工后無(wú)微觀組織缺陷，晶界處未形成開裂或空洞。通過該方法提高了紫銅的塑性性能并 能夠增大其應(yīng)用范圍和應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 圖1是紫銅熱軋后晶界處的開裂圖。
[0009] 圖2是一種含釔的高塑性紫銅的制備流程圖。
[0010] 圖3是紫銅熱軋后的金相照片。
[0011] 圖4是含0. 01%釔的紫銅熱軋后的金相照片。
[0012] 圖5是含0. 02%釔的紫銅熱軋后的金相照片。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 實(shí)施例1 采用純度為質(zhì)量百分比99. 99%的紫銅和質(zhì)量百分比99. 99%的釔。按照紫銅：釔為1: 0. 01%的比例投入到高頻感應(yīng)電爐的石墨坩堝中，采用氬氣作為保護(hù)氣進(jìn)行熔煉。熔煉形成 的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度600°C，退火時(shí)間40小時(shí)。之后緩慢降溫至450°C， 然后以6°C /小時(shí)的速度冷卻至室溫。得到含釔量0. 01%的紫銅。
[0014] 實(shí)施例2 采用純度為質(zhì)量百分比99. 99%的紫銅和質(zhì)量百分比99. 99%的釔。按照紫銅：釔為1: 0.02%的比例投入到高頻感應(yīng)電爐的石墨坩堝中，采用氬氣作為保護(hù)氣進(jìn)行熔煉。熔煉形成 的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度600°C，退火時(shí)間40小時(shí)。之后緩慢降溫至450°C， 然后以6°C /小時(shí)的速度冷卻至室溫。得到含釔量0. 02%的紫銅。
[0015] 實(shí)施例3 采用純度為質(zhì)量百分比99. 99%的紫銅和質(zhì)量百分比99. 99%的釔。按照紫銅：釔為1: 0.03%的比例投入到高頻感應(yīng)電爐的石墨坩堝中，采用氬氣作為保護(hù)氣進(jìn)行熔煉。熔煉形成 的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度700°C，退火時(shí)間35小時(shí)。之后緩慢降溫至500°C， 然后以9°C /小時(shí)的速度冷卻至室溫。得到含釔量0. 03%的紫銅。
[0016] 實(shí)施例4 采用純度為質(zhì)量百分比99. 99%的紫銅和質(zhì)量百分比99. 99%的釔。按照紫銅：釔為1: 0.05%的比例投入到高頻感應(yīng)電爐的石墨坩堝中，采用氬氣作為保護(hù)氣進(jìn)行熔煉。熔煉形成 的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度750°C，退火時(shí)間35小時(shí)。之后緩慢降溫至500°C， 然后以9°C /小時(shí)的速度冷卻至室溫。得到含釔量0. 05%的紫銅。
[0017] 實(shí)施例5 分別進(jìn)行純銅和含釔銅的熱軋，熱軋參數(shù)：乳制溫度750-1000°C，壓縮率30%-45%，軋 制速度30-50mm/s。對(duì)熱軋后的純銅和含釔銅進(jìn)行金相分析，結(jié)果如圖3、4、5所示(放大倍 數(shù)100倍)，圖3是不含釔的紫銅，圖4是含釔量0. 01%的紫銅，圖5是含釔量0. 02%的紫 銅。由金相分析結(jié)果可知，加入稀土元素釔后能夠明顯起到細(xì)化晶粒的作用，隨著含釔量的 增大晶粒細(xì)化效果增強(qiáng)。經(jīng)熱軋后含釔銅的晶界處未發(fā)生開裂，也沒有形成空洞。加入稀 土元素釔的紫銅的抗拉強(qiáng)度可以提高40-75MPa。
【權(quán)利要求】
1. 一種含釔的高塑性紫銅制備方法，其特征在于，包含以下步驟： (1) 將釔與紫銅按照0. 01%-0. 06% :1的比例投入到高頻感應(yīng)電爐的石墨坩堝中，采用 氬氣作為保護(hù)氣進(jìn)行熔煉；所述紫銅的純度質(zhì)量百分比為99. 99%，釔的純度質(zhì)量百分比為 99. 99% ； (2) 熔煉形成的合金在真空爐中均勻退火，退火溫度600-800°C，退火時(shí)間30-45小時(shí)； (3) 退火后的合金緩慢降溫至450-550°C ; (4) 再以6-9°C /小時(shí)的速度冷卻至室溫，得到含釔的高塑性紫銅。
【文檔編號(hào)】C22C9/00GK104120299SQ201410383747
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】趙東升, 劉玉君, 曲嚴(yán)冰, 紀(jì)卓尚 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)