本创新工艺专注于铜合金铸造技术,旨在通过两级均匀化退火技术显著改善铜合金中的偏析现象。该方法首先在900-950℃的温度下进行30-60分钟的高温短时退火,以促进易偏析元素的快速固态扩散,避免晶粒粗化。随后,在800-850℃的温度下进行120-360分钟的低温长时退火,以实现更充分的固态扩散,进一步优化偏析问题。通过这种两级退火工艺,可以显著改善微观枝晶偏析,实现材料组织和性能的均匀化。
背景技术
铜合金因具有优异的传导性能,良好的力学性能和加工成形性能,以及耐磨耐蚀性能,广泛应用于航空航天、电子信息、轨道交通、高压电器、海洋工程等领域。常用的铜合金体系包括紫铜(纯铜)、黄铜(Cu-Zn系)、白铜(Cu-Ni系)、青铜(铬青铜、锡磷青铜、锡青铜、铍青铜等)。
其中,对于含有Sn元素的Cu-Ni-Sn合金而言,由于Sn元素的熔点较低,合金固-液两相区宽、结晶温度范围大,熔体流动性差,除了易产生热裂纹、缩松等铸造缺陷外,凝固时合金以树枝晶方式长大,会产生严重的宏观成分偏析(如逆偏析)和微观枝晶(晶内)偏析,导致合金成分一致性和组织均匀性控制困难。
申请公布号为CN108060326A的中国发明专利申请公开了一种超高强、低反偏析CuNiSn系弹性铜合金及其制备方法,其通过B,V和Sr三种元素联合添加来有效抑制Sn的枝晶偏析和反偏析。其中Sr元素对减少Sn反偏析主要是通过调控熔融态Cu和Sn的界面张力、促进Sn在铜中的均匀混合;B、V元素联合添加主要是细化铸态组织。该方式对熔体Sn元素的均匀性分布有一定改善效果,但凝固过程中由于多组元熔点差异、凝固顺序不一致,依然会导致偏析的出现,同时该方式后续长时间的均匀化退火又会导致部分晶粒粗大。因此,该方式在实现易偏析铜合金成分的一致性和铸态组织的均匀性控制方面仍有待进一步改善。
实现思路