在模具行业人们要求模具材料不仅要具有优良的硬度和耐磨性还需要具有相匹配的导热性。而伴随我国模具业的快速发展人们需要更多性能优异的模具材料。由于铝青铜合金具有较高的硬度、强度、耐磨性和优良的导热性同时其铸造性能优良使得铝青铜成为模具材料的理想材料而获得人们越来越广泛的关注。

 

不锈钢坯料在使用铝青铜模具用于压延和拉伸时表现出不粘模工件、不易划伤的特性同时还可提升模具寿命和产品品质。我国使用的模具材料主要以铁基材料为主如NC合金、C12MV和C12等但总体来说高端的模具材料还要依赖进口。

 

而赫达铜合金研制成功的新型铝青铜合金不仅能满足客户的使用还在一定程度上降低成本。本文通过热处理研究热处理工艺对新型铝青铜性能的影响找出最佳的热处理工艺帮助客户在竟争中取得先机。

 

铝青铜试验材料与方法

 

试验用50K的溶炉进行熔炼制备新型铝青铜合金其合金的化学成分组成为C11-6A-3N-3F15-M05T并在铁模中进行浇铸成铸锭用车床铣掉表面铸造缺陷后加工成试验所需的试样。热处理试验在热处理炉中进行硬度测试采用数显HRC硬度计进行硬度测试力学性能试验采用万能材料试验机开展试验然后用光谱进行微观分析。

 

铸态时新型铝青铜合金性能

 

铸态下新型铝青铜合金的力学性能值其中抗拉强度为681MP延伸率为64硬度值为285HBW热扩散系数为962合金铸态组织为树枝状的柱状晶并存在有一定程度的枝晶偏析通过XRD衍分析结果可基本确定新型铝青铜合金的铸态相主要由基体α相、κ相、γ2相和β'相构成。形成枝晶偏析的原因主要在于该铝青铜合金在熔炼过程中由于冷却强度大使得γ2相在β相中析出同时β→α+γ2转变并未来得及完全进行从而出现了非平衡相。此外合金中的大部分素因冷却强度较大来不及进行相应的扩散反应从而出现枝晶偏析的情况。

 

固溶处理对新型铝青铜性能影响

 

试验采用不同的固溶制度来研究其对新型铝青铜合金性能的影响其固溶温度采取860℃~980℃这一区间范围进行试验温度间隔为20℃保温时间均统一2然后进行水淬不同固溶制度下的硬度值。硬度值随着固溶温度的升高先呈现出增加后下降的态势。

 

主要原因在于随着固溶温度上升晶粒逐渐长大此时κ相慢慢的溶解到基体铜中使得α相降低β'相逐渐增加而α相和β'相两相的硬度中β'相硬度高从而使得合金硬度值逐渐增加且到940℃时达到峰值。超过940℃后由于晶粒发生了明显的长大晶粒粗化长大造成的软化比析出的β'相导致的硬化高从而使得合金的硬度降低可以说940℃×2的固溶制度是最佳的选择工艺图5为经过固溶处理后新型铝青铜合金的主要相构成为α相、κ相和β'相。

 

时效处理对新型铝青铜性能影响

 

试验采用不同的时效制度来研究其对新型铝青铜合金性能的影响其时效温度采取460℃~580℃这一区间范围进行试验温度间隔为20℃保温时间均统一4。不同时效制度下的硬度值随着时效温度的上升硬度先升高后下降并逐渐趋于平缓下将的态势。主要原因在于温度较低时合金中析出的κ相减少起不到强化的效果随着温度上升κ相析出增大且均匀分布在基体中到500℃左右时硬度达到最大值合金中各相析出强化达到最佳效果随着温度继续升高合金中的α相逐渐增多且晶粒长大逐渐粗大使得合金变形协调的能力降低使得硬度相应的降低。

 

新型铝青铜热处理实验结论

 

1、新型铝青铜合金的铸态相主要由基体α相、κ相、γ2相和β'相构成

 

2、新型铝青铜合金通过适当的热处理后其性能得到大幅的提升使得该铝青铜合金基本符合模具材料的要求其最佳的热处理工艺为：固溶处理工艺1040℃×4+时效处理工艺为560℃×6

在贵金属投资中，黄金白银占的是主要地位，但是专家预计，在未来，易车磷青铜C5440价也将成为主导，如果在未来，电动车时代到来，那么作为传导好的铜将成为新贵。