专利名称：纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法。
背景技术：
Cu-Zn合金因其具有良好的导电、导热、加工性能以及一定的力学性能使其在电气 工业、仪表工业、造船工业及机械制造工业部门中获得广泛的应用，特别是高强铜合金是一 类有着优良综合物理性能和力学性能的结构功能材料，需求正日益增大。但是，普通Cu-Zn 合金存在强度低的缺陷，无法满足一些工程领域对高强度材料的要求。目前制备高强度 Cu-Zn合金的方法中添加合金元素的方法和采用铜基原位复合材料的方法存在工艺复杂， 特别是需要加入Cr等贵金属元素，使产品成本提高的问题。而若采用冷变形法，虽然通过 冷轧可以将Cu-Zn合金材料的抗拉强度提高，但是制备的合金材料延伸率低，不能满足工 程使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，其克服了现有 Cu-Zn合金强度低的缺陷，且该方法生产工艺简单、对设备的要求低，是一种简单易行的强 化合金的方法。本发明一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，包括如下步骤
(1)将Cu-Zn合金材料轧制成板材；
(2)将Cu-Zn合金板材进行保温水冷；
(3)将水冷后的Cu-Zn合金板材进行多次交叉模压形变；
(4)将模压后的Cu-Zn合金板材冷轧成纳米孪晶Cu-Zn合金材料。本发明的优点在于本发明的纳米孪晶Cu-Zn合金的硬度和强度明显高于普通的 Cu-Zn合金，材料延展性好，无需贵金属元素，工艺简单，大大降低了生产成本。
图1本发明实施例齿模结构示意图； 图2本发明实施例平模结构示意图3本发明实施例一次模压示意图； 图4本发明实施例二次模压示意图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例进一步说明本发明。实施例1
一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，包括如下步骤(1) 将Cu-Zn合金材料轧制成板材；该Cu-Zn合金材料中各组成成分质量百分比为 铜62%，锌38%，杂质含量0.1%。(2) 将Cu-Zn合金板材进行保温水冷；保温温度为450 V -480 V，保温时间 1-1. 5小时。(3) 将水冷后的Cu-Zn合金板材进行交叉模压形变。所述模压模具包括齿模和 平模，齿模的上模1设有凹槽3，该凹槽3等间距分布，下模2设有可与上模凹槽3相咬合的 凸齿4，齿模上模的凹槽3和齿模的下模的凸齿4均作等间距分布。所述交叉模压形变的 步骤如下①将水冷后的Cu-Zn合金板材置于齿模的上模与下模之间，模压变形；②再用平 模压平Cu-Zn合金板材；③将Cu-Zn合 金板材置于齿模的的上模与下模之间，其放置位置相 对于步骤①中Cu-Zn合金板材在齿模中的位置沿凸齿横向方向移动奇数个齿宽距离，然后 再模压形变，以将Cu-Zn合金板材在步骤①过程中没有变形的部分模压变形；④接着旋转 Cu-Zn合金板材90°，重复①②③过程。对Cu-Zn合金板材进行五次交叉模压形变。(4) 将模压后的Cu-Zn合金板材冷轧成纳米孪晶Cu-Zn合金材料，冷轧变形量 为 10%-30%。优选的，上述齿模上模的凹槽底部宽度为7毫米，凹槽的深度为7毫米，凹槽间距 为7毫米，凹槽两侧斜面与水平面的夹角为45度，凹槽两侧面与底部交接处是一半径为5 毫米的弧形倒角；上述齿模下模的凸齿顶部宽度为7毫米，凸齿间距为7毫米，凸齿高度为 7毫米，凸齿两侧斜面与水平面的夹角为45度，凸齿两侧斜面与顶部交接处是一半径为5毫 米的弧形倒角。实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于=Cu-Zn合金材料中各组成成分质量百分比为铜 67%,锌33%,杂质含量0.5%。上述实施例制备的纳米孪晶Cu-Zn合金有效地提高了 Cu-Zn合金的硬度、屈服 强度和抗拉强度，使Cu-Zn合金的硬度由HV100提高到HV170 ；屈服强度由130MPa提高到 450MPa，抗拉强度由退火态355MPa提高到500MPa。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)将Cu-Zn合金材料轧制成板材；(2)将Cu-Zn合金板材进行保温水冷；(3)将水冷后的Cu-Zn合金板材进行多次交叉模压形变；(4)将模压后的Cu-Zn合金板材冷轧成纳米孪晶Cu-Zn合金材料。
2.根据权利要求1所述一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述Cu-Zn合金材料中各组成成分质量百分比为铜62%- 67%，锌33%_38%，杂质 含量彡0. 5%。
3.根据权利要求1所述一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述保温的温度为450°C_480°C，保温时间1-1. 5小时。
4.根据权利要求1所述一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，其特征在于步骤(3)中，模压的模具包括齿模和平模。
5.根据权利要求4所述一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，其特征在于所述 齿模的上模设有凹槽，下模设有可与上模凹槽相咬合的凸齿。
6.根据权利要求5所述一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，其特征在于所述 上模的凹槽和所述下模的凸齿均作等间距分布。
7.根据权利要求6所述一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，其特征在于步骤(3)中，所述交叉模压形变的步骤如下①将水冷后的Cu-Zn合金板材置于所述齿模的上模 与下模之间，模压变形；②再用平模压平Cu-Zn合金板材；③将Cu-Zn合金板材置于齿模的 的上模与下模之间，其放置位置相对于步骤①中Cu-Zn合金板材在齿模中的位置沿凸齿横 向方向移动奇数个齿宽距离，然后再模压形变，以将Cu-Zn合金板材在步骤①过程中没有 变形的部分模压变形；④再将Cu-Zn合金板材旋转90°，重复①②③过程。
8.根据权利要求7所述一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，其特征在于进行 五次交叉模压形变。
9.根据权利要求1所述一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，其特征在于步骤(4)中冷轧变形量为10%- 30%。
全文摘要
本发明提供一种纳米孪晶Cu-Zn合金材料的制备方法，包括如下步骤将Cu-Zn合金材料轧制成板材；将Cu-Zn合金板材进行保温水冷；将水冷后的Cu-Zn合金板材进行多次交叉模压形变；将模压后的Cu-Zn合金板材冷轧成纳米孪晶Cu-Zn合金材料。该方法制备的纳米孪晶Cu-Zn合金材料克服了现有Cu-Zn合金强度低的缺陷，同时该方法的生产工艺简单、对设备的要求低，是一种简单易行的强化合金的方法。
文档编号C22C1/00GK101818268SQ20101018845
公开日2010年9月1日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者彭开萍 申请人:福州大学