一種鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅及其制備方法，其特征是所述的制品主要由鎳鋁青銅，鋯（Zr）（質(zhì)量百分比為0.02~0.085%）和鍶（Sr）（質(zhì)量百分比為0.018~0.063%）組成。該合金的制備工藝流程為：首先，將鎳鋁青銅熔化后，依次加入Al-Sr中間合金和Al-Zr中間合金；其次，待全部熔化后，加入淸渣劑（除去雜質(zhì)），接著通入高純氮氣精煉；最后，倒入澆包，靜置后除渣并澆鑄成錠；即可獲得鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅。與常規(guī)鎳鋁青銅相比，本發(fā)明專利技術(shù)的具有組織細小，硬度和抗腐蝕性提高，摩擦系數(shù)顯著下降，在海上艦船螺旋槳、海水泵、海上石油平臺、海水管路系統(tǒng)、機械模具以及在高速、高壓和高溫下工作的軸承、襯套、渦輪等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種鋁青銅合金及其制備方法，尤其是一種新型鎳鋁青銅合金及其制備方法，具體地說是一種。
技術(shù)介紹
鎳鋁青銅具有極佳的耐腐蝕性能和摩擦學(xué)性能，是制造船舶螺旋槳、泵、閥、以及水下緊固件的重要材料。隨著工業(yè)的發(fā)展，對鎳鋁青銅材料的性能提出了更高的要求。眾所周知，合金化及微合金化是提高合金組織與性能的有效手段。從鎳鋁青銅的成分(銅(Cu) 77 82%，錳(Mn) O. 5 4. 0%,鋁(Al) 7. 0 11· 0%,鐵(Fe) 2. 0 6· 0%,鎳(Ni) 3.(Γ6. 0%，鋅(Zn) ￡1.0%，余量為雜質(zhì)元素)來看，該合金尚未進行微合金化。鋯(Zr)加入到鋁青銅合金中，在合金凝固過程中鋯(Zr)元素與Al形成Al3Zr (熔點1580°C)等高熔點物相，對銅合金的后續(xù)凝固起到非均質(zhì)形核作用，細化合金組織，在合金凝固后的后續(xù)冷卻過程中鋯(Zr)元素還會從銅合金中析出，并與Cu元素形成金屬間化合物(b相等)，與Al元素形成金屬間化合物Al3Zr等，對合金起強化作用，并阻止晶粒長大。鍶(Sr)是一種活性元素，并且在鋁青銅中的固溶度極小。向鋁青銅中加入微量鍶(Sr)不僅能有效凈化熔體、提高元素的分布均勻性，而且在合金凝固后的冷卻過程中生成SrCu5、SrCu等金屬間化合物，強化合金，此外還對鋯(Zr)元素的燒損起到保護作用。到目前為止，我國尚未有一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅可供使用，這一定程度上制約了我國海上艦船螺旋槳、海水泵、海上石油平臺、海水管路系統(tǒng)、模具以及在高速、高壓和高溫下工作的軸承、襯套、渦輪等機械零件的高速發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是在鎳鋁青銅主要成分的基礎(chǔ)上，通過添加微量鋯元素和鍶元素，專利技術(shù)一種高性能的鎳鋁青銅及其制備方法。本專利技術(shù)的技術(shù)方案之一是 一種鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅，其特征在于它主要由鋯(Zr)、鍶(Sr)和鎳鋁青銅組成，其中，鋯(Zr)的質(zhì)量百分比為O. 02、. 085%，鍶(Sr)的質(zhì)量百分比為O.018、. 063%，余量為鎳鋁青銅，各組份的質(zhì)量百分比之和為100%。所述的鎳鋁青筒主要由銅(Cu)、鎳(Ni)、鋁(Al)、錳(Mn)、鋅(Zn)、鐵(Fe)組成，其中，鎳(Ni)的質(zhì)量百分比為3. 0 6· 0%，鋁(Al)的質(zhì)量百分比為7. (TlI. 0%，錳(Mn)的質(zhì)量百分比為O. 5 4. 0%，鋅(Zn)的質(zhì)量百分比為￡1. 0%,鐵(Fe)的質(zhì)量百分比為2. (Γ6. 0%,余量為銅(Cu)和少量雜質(zhì)元素，各組份的質(zhì)量百分比之和為100%。本專利技術(shù)的技術(shù)方案之二是 一種鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅的制備方法，其特征是首先，將鎳鋁青銅熔化后,依次加入Al-Sr中間合金和Al-Zr中間合金，在添加過程中必須按所列次序添加，即必須等前一種中間合金熔化后再加入后一種中間合金；其次，待全部熔化后，加入淸渣劑(除去雜質(zhì))，接著通入高純氮氣精煉；最后，倒入澆包，靜置后除渣并澆鑄成錠；即可獲得鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅。所述的Al-Sr中間合金中Sr的質(zhì)量百分比為8. 901% 10. 879%，Al-Zr中間合金中Zr的質(zhì)量百分比為3. 699% 4. 521%。所述的Al-Sr中間合金中Sr的最佳質(zhì)量百分比為9. 89%, Al-Zr中間合金中Zr的最佳質(zhì)量百分比為4. 11%。本專利技術(shù)的有益效果是 (I)本專利技術(shù)鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅，具有組織晶粒細小、硬度高、抗腐蝕性好、摩擦系數(shù)低等特點。如本專利技術(shù)鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅(以實施例一為例)，其硬度(HV)為216. 025HV,比常規(guī)鎳鋁青銅(以對比例一為例)的硬度212. 125 HV提高了 1.8% ；再如，按國標(biāo)GB 10124-88 (均勻腐蝕試驗方法)，其在3. 5% NaCl (試驗溫度為20°C )溶液中的均勻腐蝕速率為O. 02353 mm/a (以實施例一為例)，比常規(guī)鎳鋁青銅(以對比例一為例) 的均勻腐蝕速率O. 02424 mm/a降低了 3. 0%。(2)本專利技術(shù)鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅(以實施例一為例)，在高頻往復(fù)摩擦磨損試驗機上(頻率20Hz，載荷IN，時間lOmin，沖程O. 8^1mm,摩擦對偶件為直徑4 mm的Si3N4球)的干摩擦系數(shù)為O. 0245，比常規(guī)鎳鋁青銅(以對比例一為例)的干摩擦系數(shù)O. 0272降低了 9. 93% ;在3. 5%NaCl溶液中的濕摩擦系數(shù)為O. 0232 (以實施例一為例)，比常規(guī)鎳鋁青銅(以對比例一為例)的濕摩擦系數(shù)O. 0251降低了 13. 6%，摩擦系數(shù)大幅降低。(3)本專利技術(shù)通過大量的試驗獲得了理想的制備方法，尤其是通過采用按次序加入各中間合金的方法來控制各組份含量，按本專利技術(shù)的工藝能容易地得到符合要求的微合金化的鎳鋁青銅材料。(4)本專利技術(shù)公開了一種鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅的制備方法，一定程度上打破了國外對高性能鎳鋁青銅的技術(shù)封鎖，可滿足我國大型艦船螺旋槳、水泵、閥門、海水淡化設(shè)備等領(lǐng)域的需求。附圖說明圖I是本專利技術(shù)實施例一的鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅金相組織。圖2是本專利技術(shù)對比例一的常規(guī)鎳鋁青銅金相組織。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)作進一步的說明。實施例一 如圖I所示。一種鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅，其制備方法 按7. 1206kg配制為例。首先，將7kg自制(見對比例一)或市售鎳鋁青銅(成分78. 65Cu，1.05Mn，9. 94A1，5. 8Fe,4. 54Ni，0. 64Zn，實施例中所有元素符號前的數(shù)字均表示質(zhì)量百分比，下同)熔化后依次加入35. 4gAl-Sr中間合金(89. 85%Α1，9· 89%Sr (也可在8.901% 10. 879%之間選擇，下同)，0. 16%Fe，0. 10%Si) (Sr 的損失率約為 40%)、85· 2g Al-Zr 中間合金(95. 69%A1,4.ll%Zr (也可在3· 699% 4· 521%之間選擇)，O. 20%Fe, O. 10%Si ) (Zr的損失率約為8%)，所述的中間合金可直接從市場上購置，也可采用常規(guī)方法自行配制，熔化過程中等前一種中間合金熔化后再加入后一種中間合金；待全部熔化后，加入淸渣劑(除去雜質(zhì))，接著通入高純氮氣精煉3min ;最后，倒入澆包，靜置保溫f5min后，除渣并澆鑄成錠；即獲得鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅。本實施例的鎳鋁青銅經(jīng)光譜實際測量成分為4. 46% Ni，10. 06% Al，I. 03 % Mn，6%Fe,O. 6%Zn,0. 048% Zr,O. 03% Sr，余量為銅和少量雜質(zhì)元素。本實施例的鎳鋁青銅組織細小(圖1)，其硬度(HV)為216. 025HV，按國標(biāo)GB10124-88 (均勻腐蝕試驗方法)，其在3. 5% NaCl (試驗溫度為20°C )溶液中的均勻腐蝕速率為O. 02353 mm/a，在高頻往復(fù)摩擦磨損試驗條件下，與Si3N4球?qū)δr，在空氣中的干摩擦系數(shù)為O. 0245，在3. 5%NaCl溶液中的濕摩擦系數(shù)為O. 0232。 實施例二。一種鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅，其制備方法 按7. 1206kg配制為例。首先，將7本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種鋯和鍶復(fù)合微合金化的鎳鋁青銅，其特征在于：它主要由鋯（Zr）、鍶（Sr）和鎳鋁青銅組成，其中，鋯（Zr）的質(zhì)量百分比為0.02~0.085%，鍶（Sr）的質(zhì)量百分比為0.018~0.063%，余量為鎳鋁青銅，各組份的質(zhì)量百分比之和為100%。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何峰明，何峰林，丁志紅，許曉靜，潘勵，陳樹東，王宏宇，楚滿軍，
申請(專利權(quán))人：鎮(zhèn)江金葉螺旋槳有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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