一种耐磨镍钛基合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102888535A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102888535A(43)申请公布日2013.01.23(21)申请号201110205940.0(22)申请日2011.07.21(71)申请人西安赛特金属材料开发有限公司地址710021陕西省西安市经济技术开发区凤城三路46号(72)发明人林海峰曹继敏杨华斌毛江虹罗斌莉杨宏进薛飒牛中杰(51)Int.Cl.C22C19/03(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22F1/10(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书44页页(54)发明名称一种耐磨镍钛基合金及其制备方法(57)摘要本发明为一种耐磨镍钛基合金及其制备方法。本发明涉及一种具有高硬度、低密度、无磁性、优良耐磨性和耐蚀性的镍钛基合金的组分构成及其制备方法。该镍钛基合金的特征在于该合金主要由Ni、Ti、Al、V、Ce五种元素组成，按重量百分比为：Ni：57％-63％、V：2％-4％、Al：0.5％-2.5％、Ce：0.5％-1.5％、Ti：余量。该合金制备方法的特征是采用海绵钛、电解镍、99.9％的Ce粉为原料，经感应熔炼炉熔炼成铸锭。经锻造、轧制、热处理等加工工序制造出本发明的合金。固溶时效态该合金硬度Hv＝580～620。CN102853ACN102888535A权利要求书1/1页1.一种耐磨镍钛基合金及其制备方法，其特征在于该合金主要由Ni、Ti、Al、V、Ce五种元素组成，按重量百分比为：Ni：57％-63％、V：2％-4％、Al：0.5％-2.5％。Ce：0.5％-1.5％，Ti：余量(包括不可避免的杂质)。其中杂质元素总含量≤0.10％，并且碳≤0.015％，氮≤0.005％，氢≤0.001％，氧≤0.03％。2.根据权利要求1所述的一种耐磨镍钛基合金及其制备方法，其特征在于：该合金的硬度(586≤Hv≤608)，并且耐磨、无磁、耐蚀、比强度高。3.根据权利要求1所述的一种耐磨镍钛基合金及其制备方法，其特征在于：其合金元素中，铝元素、钒元素以铝钒合金形式加入。4.根据权利要求1所述的一种耐磨镍钛基合金及其制备方法，开坯锻造温度900℃-1000℃；轧制温度800℃-900℃，固溶处理温度800℃-900℃，保温时间0.5-1小时，水淬；时效处理在加热温度300℃-450℃下进行，保温时间4-12小时，空冷。2CN102888535A说明书1/4页一种耐磨镍钛基合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种具有高硬度、优良耐磨性和耐蚀性的镍钛基合金及其制备方法。具体地说，是一种Ni-Ti-Al-V-Ce合金及其制备方法。背景技术[0002]高速轴承材料是高铁、高客、风电工程、航空、航天等重大技术装备的关键材料及零部件，轴承材料应具有高抗塑变能力，高硬度，耐磨性，轴承制品要有很好的旋转精度、尺寸精度和稳定性，以及长的接触疲劳寿命和良好的机械加工性能。传统的轴承材料，如M50、E52100、不锈钢440C等，由于具有高的硬度、易于制造和良好的摩擦学性能而广泛使用，但由于这些材料及其合金存在一些缺点：[0003]1、轴承钢多为过共析钢，有相当数量的碳化物，这些碳化物颗粒大小及分布状态，对轴承的耐磨性及疲劳寿命都有很重要的影响。在应用上表现为轴承的稳定性较差。[0004]2、铁基合金的耐腐蚀性差，不利于在复杂环境中长时间服役，提高了设备部件更换、维修费用。[0005]3、高速运行下，因材料的磁性导致大的偏向力。[0006]由于钛具有低密度、高强度、耐腐蚀、无磁性、工作区宽、加工成形性好等诸多特点，成为无可替代的新型结构材料和重要的工程机械材料。广泛应用于新能源、航空航天及军工等领域。作为铁路机车及轨道交通用高速轴承材料，高硬度抗磨损钛合金成为一个研发热点，其中，美国GlennResearchCenter，Cleveland，Ohio报道的NiTi60合金因具有很高的硬度和优良耐磨性，而备受关注。发明内容[0007]本发明是在NiTi60合金的基础上，适当降低重金属Ni合金元素的含量，加入一定的Al、V合金元素和微量稀土Ce，在保持NiTi60合金各项性能的同时还具有高硬度、抗磨损等特性。该镍钛基合金的特征在于该合金主要由Ni、Ti、Al、V、Ce五种元素组成，按重量百分比为：Ni：57％-63％、V：2％-4％、Al：0.5％-2.5％、Ce：0.5％-1.5％、Ti余量(包括不可避免的杂质)。[0008]本发明合金成分设计的主要原则为：[0009]1、金属间化合物60NiTi，含有60％的镍和40％的钛，具有(B2)CsCl晶体结构，同时含有离子键和原子比为3∶2的共价键，提高了材料的稳定性。相对于陶瓷TiC、TiO2，