CN117144162B - 一种铜锰合金材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铜锰合金材料的制备技术领域，具体为一种铜锰合金材料制备方法，具体包括以下步骤：配料、装炉、抽真空、熔炼、浇铸、出炉，通过在金属液浇铸过程中，均匀掺杂镍金属改性的后铜锰合金粉体，配合在浇铸模具外部设置的交变磁场，通过交变磁场带动铜锰合金粉体在浇铸模具内部进行微观震荡，使得浇铸模具内的金属液在初始阶段快速分布，且分布均匀，并且在后续过程中，利用交变磁场与超声波场形成磁声耦合效应，进一步促进金属的均匀分布，解决金属偏析的问题，促进制备的铜锰合金的一致性和均衡性。
Description
技术领域
本发明涉及铜锰合金材料的制备技术领域，具体为一种铜锰合金材料制备方法。
背景技术
铜锰合金是一种由铜和锰组成的合金材料。它具有良好的机械性能、热导率和电导率，同时还具有优异的耐腐蚀性和耐热性。铜锰合金通常具有高强度和良好的可塑性，可以通过冷加工和热处理来改变其性能。它的强度和硬度可以通过固溶强化和沉淀强化来提高。铜锰合金在工业应用中具有广泛的用途。由于其优良的导热性能，它常被用作热交换器、散热器和电子器件的散热材料。同时，铜锰合金还可以用于制造电线、电缆和电气连接器等电气元件，因为它具有良好的电导率和电气性能。此外，铜锰合金还具有良好的抗腐蚀性能，可以在潮湿和腐蚀性环境中长期使用。因此，它常被用于海洋工程、化工设备和海水淡化装置等领域。铜锰合金是一种具有优异机械性能、热导率和电导率的合金材料，具有广泛的工业应用前景。
目前，国内关于锰铜中间合金的制备方法主要有粉末冶金法、非真空熔铸-电渣重熔法、真空熔炼-金属型浇注，粉末冶金法是将电解锰粉+电解铜粉+羰基镍+雾化铁粉混合，研磨，模压成型，采用保护气氛900℃烧结，但这种方法气体元素含量较高，致密度稍差；非真空熔铸-电渣重熔法是将金属铜、锰、镍配料，非真空熔炼，电渣重熔，元素易烧损，成分均匀及一致性差；真空熔炼-金属型浇注是将金属铜、锰、镍配料，真空熔炼，金属型浇注，该方法对模具要求较高，浇铸过程中容易出现偏析现象，导致合金一致性不好。
因此，亟需一种能够解决金属偏析问题的铜锰合金的制备方法。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种铜锰合金材料制备方法，通过在金属液浇铸过程中，均匀掺杂镍金属改性的后铜锰合金粉体，配合在浇铸模具外部设置的交变磁场，通过交变磁场带动铜锰合金粉体在浇铸模具内部进行微观震荡，使得浇铸模具内的金属液快速分布，且分布均匀，解决金属偏析的问题，促进制备的铜锰合金的一致性和均衡性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铜锰合金材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一：配料，按重量份计，取经提纯后的锰锭3-4份、电解铜板6-7份、电解镍板1-2份待用，加入镍元素，可以有效的改善铜锰合金凝固组织和性能使其凝固组织更加致密、均匀，提高合金的强度和韧性，同时改善其耐腐蚀性和磁性能；
步骤二：装炉，将步骤一中配比好的原料装入到真空感应熔炼炉内的坩埚中，合上炉盖关闭放气阀，清理观察窗，其中，所述坩埚为铂金坩埚，熔炼时选用的坩埚必须为不含碳的坩埚，含碳坩埚中的碳严重影响铜锰中间合金材料的熔炼；
步骤三：抽真空，开启机械抽真空泵，打开低真空挡板阀抽真空，待炉内真空压力р≤0.08MPa时，开启罗茨真空泵，抽真空处理可以排出空气对金属热熔的氧化影响，同时，能降低金属的熔点，缩小铜、锰、镍三元素之间的熔点温度区间，减弱金属偏析的现象；
步骤四：熔炼，当炉内真空压力р≤5Pa时，加热升温至1200-1450℃，加热时间2-5min，保温12-18min，待坩埚内原料开始熔化，降温至1100-1200℃，打开充氩气阀，缓慢向炉内充入氩气，炉内压力升至0.05-0.09Mpa时，关闭充氩阀，加热升温至1400-1450℃，精炼2-5min，且熔炼过程中，通过磁力驱动搅拌器对金属液体进行搅拌处理，氩气是惰性气体，冲入氩气是为了在熔炼过程中对金属液进行脱气处理，去除金属液中的气体，可以进一步提高铜锰合金的纯度，脱气的主要目的是去除铜锰合金中的气体，以提高合金的质量和性能，通常情况下，铜锰合金中可能会存在氧化物、氢气、氧气等气体，这些气体可能会对合金的性能产生不良影响，如引起气孔、夹杂等缺陷，影响合金的力学性能、耐腐蚀性能等；
而通过磁力驱动搅拌器利用磁力搅拌在铜锰合金制备的热熔过程中有以下促进作用：1、均匀混合，磁力搅拌可以使熔融的铜和锰均匀混合，促进合金的成分均匀分布，这有助于提高合金的均匀性和一致性，避免出现局部成分不均匀的情况；
2、加速反应速率，磁力搅拌可以提供较大的搅拌力，增加熔融合金内部的混合速率，这有助于加速反应速率，促进反应的进行，同时，搅拌还可以增加熔融合金的表面积，有利于反应物质的接触和反应；
3、提高合金质量，磁力搅拌可以防止合金内部产生气泡和夹杂物，提高合金的质量，搅拌可以促使气泡和夹杂物上浮到熔融合金表面，并被移除；
4、降低热应力，磁力搅拌可以降低熔融合金的热应力，搅拌可以均匀分布熔融合金的温度，减少热应力的集中，从而降低合金的应力和变形。
步骤五：浇铸，向浇铸模具中开始浇铸步骤四中的金属液体，整个浇铸时间≤2min，同步向浇铸模具内加入铜锰合金粉体颗粒，铜锰合金粉体颗粒与金属液体的比例为1:9-1:19，在浇铸模具的外部施加交变磁场与超声波，交变磁场强度0.1-1T，超声波强度为1-10 W/cm²，其中，铜锰合金粉体颗粒的组分与金属液一致；
浇铸过程中的浇铸模具为水冷铜模，使用水冷铜模浇铸，获得的铜锰合金组织均匀一致，满足生产要求；
在浇筑过程中，向浇铸模具内均匀加入铜锰合金粉体，可以提供更多的晶核，促进铜锰合金的晶体生长和结晶组织的形成，并且可以增加铜锰合金的晶界面积和位错密度，从而提高了铜锰合金的强度和塑性，而设置交变磁场，可以利用交变磁场，带动铜锰合金粉体在浇铸模具内，利用镍元素的磁性改性作用，在初始阶段形成微观震荡效应，带动金属液体进行快速扩散，降低金属液偏析的可能性，在此需要强调的是，虽然改性的铜锰合金粉体的磁性会随着温度升高导致磁性最终消失，一般磁性消失温度在300-500℃，但其在初始状态下，也就是在混合的第一时间就对金属液进行了微观震荡；
并且作为补充，交变磁场还会与超声波形成磁声耦合效应下，即使改性的铜锰合金粉体失去磁性，金属液在初始阶段后失去微观震荡的作用，超声波仍可以在液态金属中产生高强度的涡流和剪切力，从而进一步促进金属的混合和均匀化，同时，磁场可以对金属离子进行控制，可以调控铜锰合金中的电子、离子、自旋等的运动状态，从而影响铜锰合金的晶体结构，影响其结晶行为和晶粒大小，磁场和声场的共同作用下，材料中不同位置的磁矩和声波之间相互耦合的现象，接替初始阶段的微观震荡，进一步的促进金属液的分散。
具体来说，可以通过超声波振动产生的声波和磁场的相互作用，调节铜锰合金中不同位置的磁矩分布，从而控制铜锰合金的结晶行为和晶粒尺寸分布，进而获得具有良好性能和稳定性的铜锰合金材料，此外，磁场还可以降低铜锰合金的凝固温度，缩短浇注时间，减少金属偏析与金属损耗，并且，在浇注过程中，可以添加浇口和冷却水，以控制铜锰合金的凝固速度和凝固组织；
步骤六：出炉，浇铸完成例后，关闭加热，并保持10-15min，进行通水冷却，并保持15-20min，通入氩气进行气体冷却，保持15-20min，自然冷却直至脱模，通过分段冷却，控制铜锰合金的冷却速率，铜锰合金的冷却速率对其组织和性能具有重要影响，因此需要在制备过程中控制冷却速率，以确保不同位置的铜锰合金材料具有相似的组织结构和性能；
所述步骤五中，铜锰合金粉体的制备方法为：
步骤A：备料，准备筛分后的铜粉、锰粉与镍粉，铜粉的平均粒径为5-20μm，锰粉的平均粒径为5-10μm，镍粉的平均粒径为5-15μm，按比例混合，铜粉、锰粉及镍粉的配比比例与制备的铜锰合金的成分一致，使得在铜锰合金粉体加人到金属液内后，不会破坏金属液的成分配比，同时也不会造成金属液组分的分布不均，此外，铜粉、锰粉与镍粉的粒径经过筛分后会较为的一致，可以很好的保证铜锰合金粉体的一致性，而镍粉的加入也会使得铜锰合金粉体获得较强的磁性，镍粉的磁性与交变磁场配合，可以在金属液内形成较强的微观震荡现象，带动金属液进行快速分布；
步骤B：填料，将混合后的物料粉末放入高能球磨仪的球磨罐中，并加入球磨介质以及润滑剂，球磨介质与粉体物料的比例为1：5-1:10，润滑剂的用量为5-20ml，球磨介质的加入可以提供机械冲击和剪切力，促进粉末的混合和分散。球磨介质的运动会使粉末颗粒发生碰撞和摩擦，从而实现粉末的均匀混合和细化，润滑剂的加入可以减小球磨过程中摩擦和热量的产生。润滑剂能够降低粉末颗粒之间的摩擦力和热量的积累，从而减少粉末的热氧化和结晶，保护粉末的形状和结构，并且球磨介质和润滑剂的加入可以降低粉末与氧气和水分的接触，从而减少粉末的氧化和污染；
步骤C：球磨：将球磨罐密封好，并放入高能球磨机中进行球磨，转速在400-800转/分钟，球磨5-10h后获得纳米结构的铜锰合金粉体。
通过高能球磨的方式，获得的铜锰合金粉末，在微观层面的均匀混合，确保合金中铜、锰、镍的均一分布，合成的铜锰合金粉体在应用于铜锰合金浇铸时，能更均匀的与金属液进行混合，并且在铜锰合金粉体在交变磁场的作用下进行微观震荡时，细腻的分体又可以在震荡过程中，在金属液的高温作用下，与金属液充分结合，甚至是一体热熔，与金属液结合稳定的同时，又能极大降低金属偏析现象。
作为改进，所述步骤一中，锰锭中Mn元素的百分含量＞90%，电解铜板中Cu元素的百分比含量＞99.9%，电解镍板中Ni元素的百分比含量＞99.9%，夹杂杂质少，成分均匀。
作为改进，所述步骤一中，锰锭、电解铜板及电解镍板的重量份比为3:7:1.5，使得铜锰合金中，锰、铜、镍的百分比分别达到25.94%，60.56%，12.96%，其余为氧、碳、氮、硫杂质。
作为改进，所述步骤四中，充入的氩气的浓度为99.999％，氩气浓度越高，保护性越好。
作为改进，所述步骤四中，优选炉内真空压力为4.5Pa，加热时间3min，保温15min，待坩埚内原料开始熔化，降温至1150℃，打开充氩气阀，缓慢向炉内充入氩气，炉内压力升至0.08Mpa时，关闭充氩阀，加热升温至1450℃，精炼3min，。
作为改进，所述步骤五中，优选铜锰合金粉体颗粒与金属液体的比例为1:15。
作为改进，所述步骤五中，优选交变磁场强度0.8T，超声波强度为8W/cm²。
作为改进，所述步骤A中，优选铜粉的平均粒径为15μm，锰粉的平均粒径为8μm，镍粉的平均粒径为12μm。
作为改进，所述步骤B中，球磨介质为陶瓷球、不锈钢球及玻璃球中的一种或多种，润滑剂为乙酸乙酯，球磨介质与粉体物料的比例为1:8，所述润滑剂的为10ml。
作为改进，所述步骤C中，高能球磨仪的转速为600转/分钟，球磨时间为8h。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明通过在金属液浇铸过程中，均匀掺杂镍金属改性的后铜锰合金粉体，配和在浇铸模具外部设置的交变磁场，通过交变磁场带动铜锰合金粉体在浇铸模具内部进行微观震荡，使得浇铸模具内的金属液快速分布，且分布均匀，解决金属偏析的问题，促进制备的铜锰合金的一致性和均衡性；
（2）本发明通过在浇铸模具的外侧设置超声波声场与交变磁场配合，形成磁声耦合效应，利用磁声耦合效应进一步的对浇铸模具内的金属液进行快速分布与均衡，使得浇铸成型的铜锰合金内部成分分布均匀，一致性更强；
（3）本发明通过在浇铸模具内均匀加入铜锰合金粉体，利用铜锰合金分体提供更多的晶核，促进铜锰合金的晶体生长和结晶组织的形成，并且可以增加铜锰合金的晶界面积和位错密度，从而提高了铜锰合金的强度和塑性；
（4）本发明通过在铜锰合金内加入镍元素，利用镍元素对铜锰合金进行磁性改性的同时，可以提高铜锰合金的强度、硬度和耐磨性，使合金具有更好的机械性能，并且还可以提高铜锰合金的耐腐蚀性，使其在腐蚀介质中具有更好的稳定性，此外，加入可以降低铜锰合金的热处理温度，缩短热处理时间，提高合金的热处理效果；
（5）本发明通过高能球磨技术制备用于浇铸过程中使用的铜锰合金粉体，可以通过球磨介质的机械冲击和剪切力，将铜粉和锰粉充分混合，这种混合方式可以实现微观层面的均匀混合，确保合金中铜和锰的均一分布，不会破坏金属液原本的金属元素分布，并且成型的细化的合金粉末颗粒可以提供更大的比表面积，更有利于在浇铸过程中，交变磁场驱动产生的微观震荡，提供金属液的分布均匀效果。
综上所述，本发明具有制备的铜锰合金元素分布均匀，一致性高、均衡性高等优点，尤其适用于高一致性的铜锰合金的制备技术领域。
附图说明
图1为本发明制备方法流程示意图；
图2为本发明实施例5中CuMn30Ni13合金铸锭的50X-1铸态金相组织；
图3为本发明实施例5中CuMn30Ni13合金铸锭的100X-1铸态金相组织；
图4为本发明实施例5中CuMn30Ni13合金铸锭的50X-2铸态金相组织；
图5为本发明实施例5中CuMn30Ni13合金铸锭的100X-2铸态金相组织；
图6为本发明实施例5中CuMn30Ni13合金铸锭的50X-3铸态金相组织。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1：
一种铜锰合金材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一：配料，按重量份计，取经提纯后的锰锭3份、电解铜板6份、电解镍板1份待用；
步骤二：装炉，将步骤一中配比好的原料装入到真空感应熔炼炉内的坩埚中，合上炉盖关闭放气阀，清理观察窗；
步骤三：抽真空，开启机械抽真空泵，打开低真空挡板阀抽真空，待炉内真空压力р为0.06MPa时，开启罗茨真空泵；
步骤四：熔炼，当炉内真空压力р为3Pa时，加热升温至1200℃，加热时间2min，保温12min，待坩埚内原料开始熔化，降温至1100℃，打开充氩气阀，缓慢向炉内充入氩气，炉内压力升至0.05Mpa时，关闭充氩阀，加热升温至1400℃，精炼2min，且熔炼过程中，通过磁力驱动搅拌器对金属液体进行搅拌处理；
步骤五：浇铸，向浇铸模具中开始浇铸步骤四中的金属液体，整个浇铸时间1min，同步向浇铸模具内加入铜锰合金粉体颗粒，铜锰合金粉体颗粒与金属液体的比例为1:19，在浇铸模具的外部施加交变磁场，交变磁场强度0.1T，其中，铜锰合金粉体颗粒的组分与金属液一致；
步骤六：出炉，浇铸完成后，关闭加热，并保持10min，进行通水冷却，并保持15min，通入氩气进行气体冷却，保持15min，自然冷却直至脱模；
所述步骤五中，铜锰合金粉体的制备方法为：
步骤A：备料，准备筛分后的铜粉、锰粉与镍粉，铜粉的平均粒径为5μm，锰粉的平均粒径为5μm，镍粉的平均粒径为5μm，按比例混合；
步骤B：填料，将混合后的物料粉末放入高能球磨仪的球磨罐中，并加入球磨介质以及润滑剂，球磨介质与粉体物料的比例为1:10，润滑剂的用量为5ml；
步骤C：球磨：将球磨罐密封好，并放入高能球磨机中进行球磨，转速在400转/分钟，球磨5h后获得纳米结构的铜锰合金粉体。
实施例2：
一种铜锰合金材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一：配料，按重量份计，取经提纯后的锰锭3.5份、电解铜板6.5份、电解镍板1.5份待用；
步骤二：装炉，将步骤一中配比好的原料装入到真空感应熔炼炉内的坩埚中，合上炉盖关闭放气阀，清理观察窗；
步骤三：抽真空，开启机械抽真空泵，打开低真空挡板阀抽真空，待炉内真空压力р为0.07MPa时，开启罗茨真空泵；
步骤四：熔炼，当炉内真空压力р为4Pa时，加热升温至1325℃，加热时间3.5min，保温15min，待坩埚内原料开始熔化，降温至1150℃，打开充氩气阀，缓慢向炉内充入氩气，炉内压力升至0.07Mpa时，关闭充氩阀，加热升温至1425℃，精炼3min，且熔炼过程中，通过磁力驱动搅拌器对金属液体进行搅拌处理；
步骤五：浇铸，向浇铸模具中开始浇铸步骤四中的金属液体，整个浇铸时间1.5min，同步向浇铸模具内加入铜锰合金粉体颗粒，铜锰合金粉体颗粒与金属液体的比例为1:14，在浇铸模具的外部施加交变磁场，交变磁场强度0.6T，其中，铜锰合金粉体颗粒的组分与金属液一致；
步骤六：出炉，浇铸完成后，关闭加热，并保持13min，进行通水冷却，并保持15min，通入氩气进行气体冷却，保持18min，自然冷却直至脱模；
所述步骤五中，铜锰合金粉体的制备方法为：
步骤A：备料，准备筛分后的铜粉、锰粉与镍粉，铜粉的平均粒径为13μm，锰粉的平均粒径为7μm，镍粉的平均粒径为10μm，按比例混合；
步骤B：填料，将混合后的物料粉末放入高能球磨仪的球磨罐中，并加入球磨介质以及润滑剂，球磨介质与粉体物料的比例为1:7，润滑剂的用量为13ml；
步骤C：球磨：将球磨罐密封好，并放入高能球磨机中进行球磨，转速在600转/分钟，球磨7h后获得纳米结构的铜锰合金粉体。
实施例3：
一种铜锰合金材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一：配料，按重量份计，取经提纯后的锰锭4份、电解铜板7份、电解镍板2份待用；
步骤二：装炉，将步骤一中配比好的原料装入到真空感应熔炼炉内的坩埚中，合上炉盖关闭放气阀，清理观察窗；
步骤三：抽真空，开启机械抽真空泵，打开低真空挡板阀抽真空，待炉内真空压力р为0.08MPa时，开启罗茨真空泵；
步骤四：熔炼，当炉内真空压力р为5Pa时，加热升温至1450℃，加热时间5min，保温18min，待坩埚内原料开始熔化，降温至1200℃，打开充氩气阀，缓慢向炉内充入氩气，炉内压力升至0.09Mpa时，关闭充氩阀，加热升温至1450℃，精炼5min，且熔炼过程中，通过磁力驱动搅拌器对金属液体进行搅拌处理；
步骤五：浇铸，向浇铸模具中开始浇铸步骤四中的金属液体，整个浇铸时间2min，同步向浇铸模具内加入铜锰合金粉体颗粒，铜锰合金粉体颗粒与金属液体的比例为1:9，在浇铸模具的外部施加交变磁场与超声波，交变磁场强度1T，超声波强度为10 W/cm²，其中，铜锰合金粉体颗粒的组分与金属液一致；
步骤六：出炉，浇铸完成后，关闭加热，并保持15min，进行通水冷却，并保持20min，通入氩气进行气体冷却，保持20min，自然冷却直至脱模；
所述步骤五中，铜锰合金粉体的制备方法为：
步骤A：备料，准备筛分后的铜粉、锰粉与镍粉，铜粉的平均粒径为20μm，锰粉的平均粒径为10μm，镍粉的平均粒径为15μm，按比例混合；
步骤B：填料，将混合后的物料粉末放入高能球磨仪的球磨罐中，并加入球磨介质以及润滑剂，球磨介质与粉体物料的比例为1:5，润滑剂的用量为20ml；
步骤C：球磨：将球磨罐密封好，并放入高能球磨机中进行球磨，转速在800转/分钟，球磨10h后获得纳米结构的铜锰合金粉体。
实施例4：
实施例4与实施例2基本相同，不同之处在于：
所述步骤五中，向浇铸模具中施加超声波，超声波强度为1-10 W/cm²，超声波与磁场叠加形成磁声耦合效应，作用于浇铸模具内的金属液上。
实施例5：
实施例5与实施例4基本相同，不同之处在于：。
所述步骤五中，交变磁场强度优选0.8T，超声波强度为优选6 W/cm²。
试验例：
利用实施例5中的真空感应熔炼方法制备铜锰合金材料化学含量检测如下表1所示：
表1
结论：利用实施例5中的真空感应熔炼方法制备铜锰合金材料，内部金属元素组分一致性高，元素损耗低，分布均匀，气体含量低、组织均匀、无偏析。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铜锰合金材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：配料，按重量份计，取经提纯后的锰锭3-4份、电解铜板6-7份、电解镍板1-2份待用；
步骤二：装炉，将步骤一中配比好的原料装入到真空感应熔炼炉内的坩埚中，合上炉盖关闭放气阀，清理观察窗；
步骤三：抽真空，开启机械抽真空泵，打开低真空挡板阀抽真空，待炉内真空压力р≤0.08MPa时，开启罗茨真空泵；
步骤四：熔炼，当炉内真空压力р≤5Pa时，加热升温至1200-1450℃，加热时间2-5min，保温12-18min，待坩埚内原料开始熔化，降温至1100-1200℃，打开充氩气阀，缓慢向炉内充入氩气，炉内压力升至0.05-0.09Mpa时，关闭充氩阀，加热升温至1400-1450℃，精炼2-5min，且熔炼过程中，通过磁力驱动搅拌器对金属液体进行搅拌处理；
步骤五：浇铸，向浇铸模具中开始浇铸步骤四中的金属液体，整个浇铸时间≤2min，同步向浇铸模具内加入铜锰合金粉体颗粒，铜锰合金粉体颗粒与金属液体的比例为1:9-1:19，在浇铸模具的外部施加交变磁场，交变磁场强度0.1-1T，其中，铜锰合金粉体颗粒的组分与金属液一致；
步骤六：出炉，浇铸完成后，关闭加热，并保持10-15min，进行通水冷却，并保持15-20min，通入氩气进行气体冷却，保持15-20min，自然冷却直至脱模。
2.根据权利要求1所述的一种铜锰合金材料制备方法，其特征在于：
所述步骤五中，铜锰合金粉体的制备方法为通过高能球磨制备，包括以下步骤：
步骤A：备料，准备筛分后的铜粉、锰粉与镍粉，铜粉的平均粒径为5-20μm，锰粉的平均粒径为5-10μm，镍粉的平均粒径为5-15μm，按比例混合；
步骤B：填料，将混合后的物料粉末放入高能球磨仪的球磨罐中，并加入球磨介质以及润滑剂，球磨介质与粉体物料的比例为1：5-1:10，润滑剂的用量为5-20ml；
步骤C：球磨：将球磨罐密封好，并放入高能球磨机中进行球磨，转速在400-800转/分钟，球磨5-10h后获得纳米结构的铜锰合金粉体。
3.根据权利要求2所述的一种铜锰合金材料制备方法，其特征在于：
所述步骤A中，铜粉的平均粒径为15μm，锰粉的平均粒径为8μm，镍粉的平均粒径为12μm。
4.根据权利要求2所述的一种铜锰合金材料制备方法，其特征在于：
所述步骤B中，球磨介质为陶瓷球、不锈钢球及玻璃球中的一种或多种，润滑剂为乙酸乙酯，球磨介质与粉体物料的比例为1:8，所述润滑剂的为10ml。
5.根据权利要求2所述的一种铜锰合金材料制备方法，其特征在于：
所述步骤C中，高能球磨仪的转速为600转/分钟，球磨时间为8h。
6.根据权利要求1所述的一种铜锰合金材料制备方法，其特征在于：
所述步骤五中，向浇铸模具中施加超声波，超声波强度为1-10 W/cm²。
7.根据权利要求6所述的一种铜锰合金材料制备方法，其特征在于：
所述步骤五中，交变磁场强度0.6T，超声波强度为6 W/cm²。
8.根据权利要求1所述的一种铜锰合金材料制备方法，其特征在于：
所述步骤五中，铜锰合金粉体颗粒与金属液体的比例为1:15。
9.根据权利要求1所述的一种铜锰合金材料制备方法，其特征在于：
所述步骤一中，锰锭、电解铜板及电解镍板的重量份比为3:7:1.5。
10.根据权利要求1所述的一种铜锰合金材料制备方法，其特征在于：
所述步骤四中，充入的氩气的浓度为99.999％。
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