一種耐磨銅合金材料及其鑄造方法
2023-05-25 00:40:06 2
一種耐磨銅合金材料及其鑄造方法
【專利摘要】本發明涉及一種CuAl10Ni耐磨銅合金材料及其鑄造方法；原料採用鋁銅中間合金，鎳板，純鐵，電解銅，金屬錳，六氯乙烷，碎玻璃七種原料；通過裝爐，熔化，摻氟鋁酸鈉及澆注砂型試樣，澆注成型等步驟獲得的CuAl10Ni耐磨銅合金材料機械性能，可達到如下標準：屈服強度б0.2≥270N/㎜2，抗拉強度бb≥600N/㎜2，伸長率σ5≥12％，布氏硬度HBW≥140，本耐磨銅合金材料專門用於製造軌道交通車輛空氣彈簧定位導套，具有很好的綜合機械性能、極高的耐磨性和抗腐蝕性，其使用壽命比傳統的ZCuAl9Mn2(S)材料可延長一倍。
【專利說明】一種耐磨銅合金材料及其鑄造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種CuAllONi耐磨銅合金材料及其鑄造方法；特別是涉及一種軌道交通車輛空氣彈簧定位導套產品的CuAllONi耐磨銅合金材料及其鑄造方法。
【背景技術】
[0002]傳統的軌道交通車輛空氣彈簧定位導套是採用國標GB/T1176-1987鑄造鋁青銅(ZCuA19Mn2)製造，存在綜合機械性能差、耐磨性差和抗腐蝕性差的缺點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服上述缺點和不足，提供一種抗拉強度和屈服強度高、耐磨性和抗腐蝕優良、伸長率高及使用壽命長的一種CuAllONi銅合金材料及其鑄造方法；
本發明的目的是通過下列技術方案實現的:一種CuAllONi耐磨銅合金材料的鑄造方法，其特徵在於所述的CuAllONi耐磨銅合金材料按以下原材料的重量配比配料和工藝方法及步驟完成熔煉和鑄造:
所述的各原料的重量配比為:
招銅中間合金15~26重量份， 鎳板4~8重量份，
純鐵3~6重量份，電解銅60~80重量份，
金屬猛I~2重量份，六氯乙燒0.3~0.6重量份，
碎玻璃2~6重量份；
其中，鋁銅中間合金，含Al為50%，其餘為Cu ；
鎳板中含Ni≥99.5% ；
純鐵含Fe≥99% ；
金屬錳含Mn≥99% ；
CuAllONi耐磨銅合金材料化學成份如下:
Cu ≥ 76%，Al 9.5 ~11.0% ,Ni 4.0 ~6.5%，
Fe 3.5 ~5.5% , Mn 1.0 ~3.0% ；
所述的各步驟為:
(1)、裝爐，CuAllONi耐磨銅合金的熔煉設備為中頻感應電爐，將上述重量配比的電解銅、鎳板及純鐵裝入預熱至暗紅色的坩堝中，裝爐方法為:首先將塊狀電解銅鋪在坩堝底層，塊狀電解銅數量為7~10塊，然後將鎳板及純鐵鋪在塊狀電解銅層上，再將剩餘的塊狀電解銅鋪在鎳板及純鐵層上，最後將長條形電解銅布滿坩堝周邊；
(2)、熔化，裝爐後快速熔化，熔化溫度12(KTl25(TC，待電解銅、鎳板及純鐵全部熔化後，攪拌合金液，再按重量配比加入金屬錳，邊加邊攪拌，待金屬錳加完後，加入少許電解銅降溫，降溫至稠糊狀時，開始按重量配比加入鋁銅中間合金；其中，加入鋁銅中間合金的方法是:逐塊加入，每加入一塊，進行充分攪拌，因加入鋁銅中間合金的過程是放熱反應過程，如合金液溫度升得較高，加入電解銅降溫，具體操作原則是:低溫加鋁銅中間合金，充分攪拌，降溫用的電解銅為備用電解銅，降溫用的電解銅入爐前必須預熱；
(3)、摻氟鋁酸鈉及澆注砂型試樣，待鋁銅中間合金加完後，合金液溫度達到120(Tl25(rC時，另加入氟鋁酸鈉0.3^0.5 %，然後進行充分攪拌，攪拌完後，進行常規的扒渣、澆注砂型試樣和含氣量檢驗，含氣量檢驗如不合格，使用鐘罩按重量配比分2次壓入六氯乙烷進行精煉除氣；
(4)、澆注成型，含氣量檢驗合格後，進行澆注，採用臥式離心機鑄造，轉速400-500轉/分，澆注溫度110(Tl20(TC，澆注過程中，按配料比例在澆包的銅合金液中加入碎玻璃進行覆蓋。
[0004](5)、通過上述方法獲得的CuAllONi耐磨銅合金材料機械性能，可達到如下標準:屈服強度6Q2≥270N/mm2，抗拉強度6b≥600N/mm2，伸長率O5≥12%,布氏硬度HBff ^ 140，該耐磨銅合金材料專門用於生產軌道交通車輛空氣彈簧定位導套產品。
[0005]通過上述方法獲得的CuAllONi耐磨銅合金材料具有綜合機械性能好、極高的耐磨性和抗腐蝕性等優點。
[0006]下面將傳統的ZCuA19Mn2 (S)材料與CuAllONi (Li)材料機械性能對比:
表1
【權利要求】
1.一種CuAllONi耐磨銅合金材料的鑄造方法,其特徵在於所述的CuAllONi耐磨銅合金材料按以下原材料的重量配比配料和工藝方法及步驟完成熔煉和鑄造: 所述的各原料的重量配比為: 招銅中間合金15~26重量份， 鎳板4~8重量份， 純鐵3~6重量份，電解銅60~80重量份， 金屬猛1~2重量份，六氯乙燒0.3~0.6重量份， 碎玻璃2~6重量份； 其中，鋁銅中間合金，含Al為50%，其餘為Cu ； 鎳板中含Ni≥99.5% ； 純鐵含Fe≥99% ； 金屬錳含Mn≥99% ； CuAllONi耐磨銅合金材料化學成份如下: Cu ≥ 76%，Al 9.5 ~11.0% ,Ni 4.0 ~6.5%，
Fe 3.5 ~5.5% , Mn 1.0 ~3.0% ； 所述的各步驟為: (1)、裝爐，CuAllONi耐磨銅合金的熔煉設備為中頻感應電爐，將上述重量配比的電解銅、鎳板及純鐵裝入預熱至暗紅色的坩堝中，裝爐方法為:首先將塊狀電解銅鋪在坩堝底層，塊狀電解銅數量為7~10塊，然後將鎳板及純鐵鋪在塊狀電解銅層上，再將剩餘的塊狀電解銅鋪在鎳板及純鐵層上，最後將長條形電解銅布滿坩堝周邊； (2)、熔化，裝爐後快速熔化，熔化溫度1200-1250℃，待電解銅、鎳板及純鐵全部熔化後，攪拌合金液，再按重量配比加入金屬錳，邊加邊攪拌，待金屬錳加完後，加入少許電解銅降溫，降溫至稠糊狀時，開始按重量配比加入鋁銅中間合金；其中，加入鋁銅中間合金的方法是:逐塊加入，每加入一塊，進行充分攪拌，因加入鋁銅中間合金的過程是放熱反應過程，如合金液溫度升得較高，加入電解銅降溫，具體操作原則是:低溫加鋁銅中間合金，充分攪拌，降溫用的電解銅為備用電解銅，降溫用的電解銅入爐前必須預熱； (3)、摻氟鋁酸鈉及澆注砂型試樣，待鋁銅中間合金加完後，合金液溫度達到1200-1250℃時，另加入氟鋁酸鈉0.3-0.5%，然後進行充分攪拌，攪拌完後，進行常規的扒渣、澆注砂型試樣和含氣量檢驗，含氣量檢驗如不合格，使用鐘罩按重量配比分2次壓入六氯乙烷進行精煉除氣； (4)、澆注成型，含氣量檢驗合格後，進行澆注，採用臥式離心機鑄造，轉速400-500轉/分，澆注溫度1100-1200℃，澆注過程中，按配料比例在澆包的銅合金液中加入碎玻璃進行覆蓋； (5)、通過上述方法獲得的CuAllONi耐磨銅合金材料機械性能，達到如下標準:屈服強度6Q2≥270N/mm2，抗拉強度6b≥600N/mm2，伸長率σ 5≥12%，布氏硬度HBW≥140，並專門用於生產軌道交通車輛空氣彈簧定位導套產品。
2.如權利要求1所述的方法鑄造的一種CuAllONi耐磨銅合金材料。
【文檔編號】C22C1/03GK103589900SQ201310501689
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】陳留根, 尹社新, 許松桔 申請人:株洲聯誠集團有限責任公司