一種鎳鋁青銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種鎳鋁青銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鋯0.2-0.3、鍶1.2-1.3、鎳3.1-3.3、鋁7.6-7.8、Fe0.2-0.3、Ce0.04-0.07、Er0.15-0.25、Nd0.05-0.08、余量為銅。本發明鎳鋁銅合金通過添加適量的Fe、Ce、Er、Nd、鋯、鍶等元素，提高了銅合金的硬度和耐磨性能，提高了耐腐蝕和耐高溫性能；且摩擦系數降低；本發明銅合金適用于制作海上艦船螺旋槳、海水泵等易腐蝕的零件以及在高速、高壓和高溫下工作的軸承、襯套等零部件。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【專利說明】一種鎳鋁青銅合金材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬合金材料的制造領域，尤其涉及一種鎳鋁青銅合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]銅因其良好的導電性，可塑性，耐腐蝕性，應用非常廣泛。在銅合金中添加鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等元素，可以改善銅的性能，用于不同的場所。目前我國現有的銅合金仍存在一些問題，如合金內含有大量雜質元素，高溫疲勞性差、高溫強度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數大，使用壽命短；導電性差，浪費電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質量重，施工困難；還不能滿足市場要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種鎳鋁青銅合金材料及其制備方法，該鎳鋁青銅合金材料具有硬度聞、耐腐蝕、耐聞溫的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種鎳鋁青銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鋯
0.2-0.3 ,思 1.2-1.3、鎳 3.1-3.3、招 7.6-7.8,Fe 0.2-0.3,Ce 0.04-0.07,Er 0.15-0.25,Nd 0.05-0.08、余量為銅。
[0005]所述的鎳鋁青銅合金材料的生產方法，其特征在于:
(I)、準備純銅與廢銅按1:0.5-1比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鋯、鍶、Fe ; (2 )鋁、Er、Nd ;
(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以220_230°C /小時速率升溫至260_290°C，保溫50-60分鐘，再以220-230 °C /小時速率升溫至570_590°C，保溫1_2小時；再以250-2600C /小時速率降溫至150-160°C，保溫1_2小時；再以220_230°C /小時速率升溫至330-340°C，保溫1-2小時；再以150-160。。/小時速率降溫至150-170O，保溫1-2小時；再以200-210°C /小時速率升溫至270-280°C，保溫1.5-2小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土4-8、粘土 30-35、欽白粉2_3、莖石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、樹木灰焊l-2、Na2TiF68_10、氟硅酸鈉3-4 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0008]本發明的有益效果
本發明鎳鋁銅合金通過添加適量的Fe、Ce、Er、Nd、鋯、鍶等元素，提高了銅合金的硬度和耐磨性能，提高了耐腐蝕和耐高溫性能；且摩擦系數降低；通過合理控制鑄后處理溫度，使用廢銅作為原料，使合金組織細小、致密，使芯部硬度與表面硬度基本一致，合金品質均一。本發明銅合金適用于制作海上艦船螺旋槳、海水泵等易腐蝕的零件以及在高速、高壓和高溫下工作的軸承、襯套等零部件。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【具體實施方式】
[0009]一種鎳鋁青銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鋯0.2-0.3鍶 1.2-1.3、鎳 3.1-3.3、招 7.6-7.8、Fe 0.2-0.3、Ce 0.04-0.07、Er 0.15-0.25、Nd
0.05-0.08、余量為銅。
[0010]所述的鎳鋁青銅合金材料的生產方法如下:
(I)、準備純銅與廢銅按1:0.7比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鋯、鍶、Fe ; (2 )鋁、Er、Nd ;
(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為24分鐘，投料后攪拌均勻。 [0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以225°C /小時速率升溫至270°C，保溫55分鐘，再以225°C /小時速率升溫至580°C，保溫1.5小時；再以255°C /小時速率降溫至155°C，保溫1.5小時；再以225°C /小時速率升溫至335°C，保溫1.5小時；再以155°C /小時速率降溫至160°C，保溫1.5小時；再以205°C /小時速率升溫至274°C，保溫1.8小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:二氧化硅15、白云石3、苦菱土
4、粘土 30、鈦白粉2、瑩石8、玉石粉4、蒙脫石1、樹木灰燼2、Na2TiF68、氟硅酸鈉3 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1_2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0013]本實施例鎳鋁青銅合金材料，抗拉強度6 b為650Mpa，屈服強度570MPa，硬度值HB為156，導電率％IACS62，軟化溫度590°C，延伸率13%。
【權利要求】
1.一種鎳鋁青銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鋯 0.2-0.3 鍶 1.2-1.3、鎳 3.1-3.3、鋁 7.6-7.8,Fe 0.2-0.3,Ce 0.04-0.07,Er 0.15-0.25、Nd0.05-0.08、余量為銅。
2.根據權利要求1所述的鎳鋁青銅合金材料的生產方法，其特征在于: (I)、準備純銅與廢銅按1:0.5-1比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鋯、鍶、Fe ; (2 )鋁、Er、Nd ;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的鎳鋁青銅合金材料的生產方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以220-230°C /小時速率升溫至260-290°C，保溫50-60分鐘，再以220-2300C /小時速率升溫至570-590°C，保溫1_2小時；再以250_260°C /小時速率降溫至150-160°C，保溫1-2小時；再以220-230°C /小時速率升溫至330_340°C，保溫1_2小時；再以150-160°C /小時速率降溫至150-170°C，保溫1-2小時；再以200-210°C /小時速率升溫至270-280°C，保溫1.5-2小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的鎳鋁青銅合金材料的生產方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土 4-8、粘土 30-35、鈦白粉2-3、瑩石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、樹木灰燼1_2、Na2TiF6 8_10、氟硅酸鈉3_4 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石 、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1_2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
【文檔編號】C22C1/06GK104032162SQ201410197473
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】陳大軍 申請人:蚌埠市宏威濾清器有限公司