一种高强耐磨高铅锡青铜材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113462926A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110732472.6(22)申请日2021.06.30(71)申请人太原工业学院地址030008山西省太原市尖草坪区新兰路31号申请人中北大学(72)发明人任晓燕张国伟徐宏王赵杰刘毅军康园园(74)专利代理机构太原华弈知识产权代理事务所14108代理人李毅(51)Int.Cl.C22C9/08(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22C1/06(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图4页(54)发明名称一种高强耐磨高铅锡青铜材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高强耐磨高铅锡青铜材料，由以下百分含量的组分组成：Pb19～21wt.%，Sn4.5～5.5wt.%，Zn1.5～2.5wt.%，P0.05～0.1wt.%，Ni2～3wt.%，AlTiC合金0.05～0.2wt.%，B0.05～0.2wt.%，Y0.04～0.07wt.%，余量为铜，是将电解铜、铜硼合金和纯镍熔炼至融化，加入2/3含量的磷铜合金进行脱氧除气处理，再加入AlTiC合金、铜钇合金、锌、铅和锡，最后加入剩余1/3的磷铜合金再次脱氧除气处理，加热至1200℃出炉浇注得到。本发明制备的高铅锡青铜合金能够满足高PV(≥100MPa∙m/s)、耐高压、耐应变、耐磨、高强度铸造等苛刻性能要求。CN113462926ACN113462926A权利要求书1/1页1.一种高强耐磨高铅锡青铜材料，由以下百分含量的组分组成：Pb19～21wt.%，Sn4.5～5.5wt.%，Zn1.5～2.5wt.%，P0.05～0.1wt.%，Ni2～3wt.%，AlTiC合金0.05～0.2wt.%，B0.05～0.2wt.%，Y0.04～0.07wt.%，余量为铜。2.权利要求1所述高强耐磨高铅锡青铜材料的制备方法，是按照配比含量，将减去各添加中间合金中带入的铜量后需要量的电解铜、铜硼合金和纯镍熔炼至全部融化后，加入2/3配比含量的磷铜合金，进行合金液的首次脱氧除气处理，再加入配比含量的AlTiC合金、铜钇合金、锌、铅和锡，最后加入剩余1/3配比含量的磷铜合金，再次脱氧除气处理后，将合金液加热至1200℃出炉浇注，得到高铅锡青铜材料。3.根据权利要求2所述的高强耐磨高铅锡青铜材料的制备方法，其特征是在合金液的熔炼过程中伴随有搅拌处理。4.根据权利要求2所述的高强耐磨高铅锡青铜材料的制备方法，其特征是将纯镍与铜硼合金先预热至不低于220℃，与预热至同样温度的电解铜一起进行熔炼。5.根据权利要求2所述的高强耐磨高铅锡青铜材料的制备方法，其特征是在进行合金液的首次脱氧除气处理后，先加入配比含量的AlTiC合金和铜钇合金，再按照合金元素熔点高低顺序，依次加入配比含量的锌、铅和锡。6.根据权利要求2所述的高强耐磨高铅锡青铜材料的制备方法，其特征是每加入一种合金或金属后，间隔5～7min再加入另外的合金或金属。7.根据权利要求6所述的高强耐磨高铅锡青铜材料的制备方法，其特征是在每加入一种合金或金属后，均对合金液进行充分搅拌。8.根据权利要求2所述的高强耐磨高铅锡青铜材料的制备方法，其特征是在加入剩余的磷铜合金之前，对合金液进行不少于30秒的搅拌处理。9.根据权利要求2所述的高强耐磨高铅锡青铜材料的制备方法，其特征是合金液出炉浇注温度1200℃的偏差不超过20℃。2CN113462926A说明书1/9页一种高强耐磨高铅锡青铜材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于合金材料制备技术领域，具体涉及一种铅锡青铜材料及其制备方法。本发明的铅锡青铜材料具有高强、高PV、耐磨、耐高压等力学性能。背景技术[0002]高铅锡青铜是指含铅量达到10wt.%以上的铅锡青铜合金，作为自润滑材料，是传统铸造工艺常用的减磨材料。由于高铅锡青铜具有高的疲劳强度、导热性、耐磨性以及耐冲击性等优良性能，被广泛应用于轴承、轴瓦、航天泵转子、涡轮和导板等耐磨零件的选材中。[0003]然而，目前的高铅锡青铜作为双金属缸体的使用材料时，在高温、高速、重载条件下不能满足实际工况中高强抗磨的要求，容易出现脱缸、抱缸、黏铜等问题。产生缸体零件失效的原因是铜合金材料的强度不足，组织中铅的比重偏析严重，造成材料的耐磨性能下降。据统计，摩擦磨损给国家造成的经济损失非常巨大，每年约占到国民生产总值的2～8%，而仅磨粒磨损造成的损失就占到国民生产总值的l～4%。[0004]例如，柱塞泵缸体(又称“转子”)是液压机械的重要部件之一，其性能和质量决定了传动效率甚至使用寿命。缸体与柱塞、配流盘是液压泵的两对关键摩擦副，需要由具有减磨、耐磨特性的合金制造。高铅青铜的减磨、耐磨