專利名稱：一種鑄造耐磨錫青銅合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 錫青銅合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鑄造耐磨錫青銅合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
錫青銅是以錫為主要合金元素，同時(shí)添加有Pb、Ni等元素的合金，具有良好的耐磨性、耐蝕性，主要用于制造蒸汽鍋爐、海船及其它機(jī)器設(shè)備的彈性元件和汽車及其他工業(yè)中承受摩擦的零件，如汽缸活塞銷襯套、軸承和襯套內(nèi)襯、副連桿襯套、圓盤和墊圈等耐磨零件等。工業(yè)用錫青銅含錫量一般在3% 14%，可分為加工錫青銅和鑄造錫青銅，用于壓力加工的錫青銅含錫量低于8%，鑄造錫青銅的含錫量為10% 14%。隨著產(chǎn)品服役條件的苛刻化和產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的多樣化，傳統(tǒng)錫青銅材料的性能需進(jìn)一步提高來滿足產(chǎn)品苛刻服役條件下的功能需求，同時(shí)錫青銅合金的品種也需進(jìn)一步完善和多樣化來滿足特殊工況條件下的產(chǎn)品需要。目前GB/T1176-1987共有6個(gè)牌號(hào)的鑄造錫青銅，由于錫青銅合金具有結(jié)晶溫度范圍大，凝固區(qū)域?qū)挼慕Y(jié)晶特征，鑄造性能方面流動(dòng)性差，易產(chǎn)生縮松、偏析等鑄造缺陷，因此，目前錫青銅合金開發(fā)需解決的主要問題成分偏析和鑄造缺陷等問題，為此采用的主要手段是調(diào)整成分和改善制備工藝，例如齊齊哈爾第一機(jī)床廠采用傳統(tǒng)大氣環(huán)境下常規(guī)重力澆注工藝研制了錫青銅G2CuSnl2Pb，北京科技大學(xué)利用真空熔鑄法制備了錫青銅ZSn9Zn5、ZSn5Zn9。但目前還未見有鑄造耐磨錫青銅合金及其制備方法的報(bào)道，因此，提供一種鑄造耐磨錫青銅合金及其制備方法對(duì)于滿足實(shí)際產(chǎn)品需要具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鑄造耐磨錫青銅合金。本發(fā)明的目的還在于提供一種鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種鑄造耐磨錫青銅合金，由以下重量百分含量的組分組成Sn 10-14%, Pb 2-5%，Ni 1_4%，雜質(zhì)成分Fe、Sb、Al、Zn、P、Si 和Bi的總含量< 0. 25%，余量為Cu。優(yōu)選的，鑄造耐磨錫青銅合金由以下重量百分含量的組分組成Sn 12%，Pb 3. 5%， Ni 2.5%，雜質(zhì)成分Fe、Sb、Al、Zn、P、Si和Bi的總含量彡0.25%，余量為Cu。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法，包括以下步驟
(1)準(zhǔn)備原材料取電解銅板、純錫錠、純鎳板和純鉛錠，之后經(jīng)裁剪、烘干和表面除油處理，待用；
(2)配料按鑄造耐磨錫青銅合金的組成稱取經(jīng)步驟(1)處理后的原材料；
(3)熔煉先向熔煉爐中加入木炭，然后再向熔煉爐中加入電解銅板，加熱使電解銅板熔化，在加熱熔化電解銅板的過程中保證熔融液面被木炭完全覆蓋，通過木炭覆蓋層隔絕大部分空氣來實(shí)現(xiàn)電解銅板的熔化過程在微氧化氣氛下進(jìn)行，溫度為1150 1250°C，持續(xù)時(shí)間40 60分鐘；待電解銅板完全熔化后升溫至1500°C 1550°C并加入純鎳板，繼續(xù)在微氧化氣氛下使純鎳板熔化，持續(xù)時(shí)間10 15分鐘；待純鎳板熔化后，溫度降至1150 1250°C，再加入純錫錠、純鉛錠進(jìn)行微氧化氣氛下熔煉，持續(xù)時(shí)間1 3分鐘，隨后加入磷銅脫氧劑進(jìn)行脫氧，熔煉過程中用石墨攪拌棒攪拌，用扒渣棒扒渣； (4)添加精煉劑扒渣完畢后向熔液中加入精煉劑，精煉劑的用量為熔液總重的 0. 5% 2%，之后攪拌均勻，溫度升至1200 1250°C并靜置1 3分鐘，待熔液表面有浮渣時(shí)，再進(jìn)行扒渣處理，直至熔液表面無浮渣出現(xiàn)；
(5)澆注熔液表面無浮渣出現(xiàn)后，待熔液表面撥開熔液呈鏡面狀后，將熔液轉(zhuǎn)移至澆包內(nèi)，然后澆注到鑄型中，澆注溫度為1120°C 1150°C，之后冷卻，取出，得到鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠；
(6)均勻化退火步驟(5)的鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠在600 800°C下保溫6 10 小時(shí)，之后空冷，進(jìn)行均勻化退火處理，得到鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品。步驟(4)中所述的精煉劑由以下重量百分含量的組分組成60_80%的Eu或Eu203、 10-30% 的 Si02、8-10% 的 Rb2O2 和 0. 5-2% 的 YVO4 或 Y203。步驟(5)中在將熔液澆注到鑄型中之前，預(yù)熱鑄型，預(yù)熱溫度為250 350°C。優(yōu)選的，步驟(6)中對(duì)鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理時(shí)的溫度為 750 °C,保溫8小時(shí)，之后空冷。本發(fā)明提供的鑄造耐磨錫青銅合金中富含錫、鉛等元素，凝固范圍大，加之鉛比重較大且不固溶于銅錫合金，而以單相、呈黑色顆粒狀分布在枝晶間，因此在熔煉鑄造過程中易出現(xiàn)錫元素逆向偏析、鉛元素比重偏析以及微觀枝晶偏析等缺陷。因此本發(fā)明提供的鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法使用了精煉劑，該精煉劑具有除氣、增強(qiáng)熔液流動(dòng)性、細(xì)化晶粒等功效。通過添加該精煉劑，本發(fā)明制得的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品成分均勻，組織細(xì)化，性能優(yōu)良，通過之后的均勻化退火處理，進(jìn)一步改善了鑄造耐磨錫青銅合金的枝晶偏析缺陷。采用本發(fā)明方法制得的鑄造耐磨錫青銅合金具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)合金成分均勻， 經(jīng)均勻化退火后較好的改善了枝晶偏析；(2)鑄態(tài)缺陷少，合金硬度> 100HB，抗拉強(qiáng)度 > 300MPa，延伸率> 10%。采用本發(fā)明方法制得的鑄造耐磨錫青銅合金尤其適合交通電力行業(yè)耐磨重載關(guān)鍵部件使用。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制得的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的微觀組織照片；
圖2為與本發(fā)明實(shí)施例1的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的組成成分相同，但采用常規(guī)的鑄造方法即配料一熔煉一澆注的制備工藝制備出的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的微觀組織照片；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制得的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的微觀組織照片； 圖4為與本發(fā)明實(shí)施例2的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的組成成分相同，但采用常規(guī)的鑄造方法即配料一熔煉一澆注的制備工藝制備出的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的微觀組織照片；圖5為本發(fā)明實(shí)施例3制得的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的微觀組織照片； 圖6為與本發(fā)明實(shí)施例3的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的組成成分相同，但采用常規(guī)的鑄造方法即配料一熔煉一澆注的制備工藝制備出的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的微觀組織照片；
圖7為本發(fā)明實(shí)施 例4制得的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的微觀組織照片； 圖8為與本發(fā)明實(shí)施例4的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的組成成分相同，但采用常規(guī)的鑄造方法即配料一熔煉一澆注的制備工藝制備出的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品的微觀組織照片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本實(shí)施例的鑄造耐磨錫青銅合金，由以下重量百分含量的組分組成Sn 14%，Pb 2%, Ni 1%，雜質(zhì)成分Fe、Sb、Al、Zn、P、Si和Bi的總含量為0. 25%，余量為Cu。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法，具體步驟為
(1)準(zhǔn)備原材料取純度為99.95%的1#電解銅板、純度為99. 90%的1#錫錠、純度為 99. 99%的1#鎳板、純度為99. 994%的1#鉛錠，之后經(jīng)裁剪、烘干和表面除油處理，待用；
(2)配料按鑄造耐磨錫青銅合金的組成稱取經(jīng)步驟(1)處理后的原材料；
(3)熔煉先向熔煉爐中加入約20cm厚的木炭，然后再向熔煉爐中加入電解銅板，迅速加熱使電解銅板熔化，在加熱熔化電解銅板的過程中可以補(bǔ)加木炭，以保證液面被木炭完全覆蓋，這樣可以起到保溫、防止吸氣和脫氧作用，以實(shí)現(xiàn)電解銅板的熔化過程在微氧化氣氛下進(jìn)行，溫度為1250°C，持續(xù)時(shí)間40分鐘；待電解銅板完全熔化后升溫至1550°C并加入純鎳板，繼續(xù)在微氧化氣氛下使純鎳板熔化，持續(xù)時(shí)間10分鐘；待純鎳板熔化后，溫度降至 1250°C，再加入純錫錠、純鉛錠進(jìn)行微氧化氣氛下熔煉，持續(xù)時(shí)間1分鐘，隨后加入磷銅脫氧劑進(jìn)行脫氧，熔煉過程中用石墨攪拌棒攪拌，用扒渣棒扒渣；
(4)添加精煉劑扒渣完畢后向熔液中加入精煉劑，該精煉劑由以下重量百分含量的組分組成Eu 60%、SiO2 30%、Rb2O2 8%, YVO4 2%，精煉劑的用量為熔液總重的0. 5%，之后慢慢的從上到下充分?jǐn)嚢瑁?dāng)溫度升至1200°C后，停止加熱，靜置3分鐘，待熔液表面有浮渣時(shí)， 再進(jìn)行扒渣處理，直至熔液表面無浮渣出現(xiàn)；
(5)澆注熔液表面無浮渣出現(xiàn)后，這時(shí)熔液表面撥開熔液呈鏡面狀，將熔液轉(zhuǎn)移至澆包內(nèi)，然后澆注到預(yù)熱過的鑄型中，預(yù)熱溫度為350°C，澆注溫度為1150°C，之后冷卻，取出，得到鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠；
(6)均勻化退火步驟(5)的鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠在600°C下保溫8小時(shí)，之后空冷，進(jìn)行均勻化退火處理，得到鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品。得到的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品直接用于機(jī)加工。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的硬度達(dá)到119HB，抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為 313MPa和11. 2%，合金塑性提高，枝晶偏析得到明顯改善。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的微觀組織照片見圖1所示。在組成成分與本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品相同的條件下，采用配料一熔煉 —澆注的現(xiàn)有常規(guī)制備工藝制備出的合金硬度為93HB，抗拉強(qiáng)度和伸長率分別為206MPa和4. 2%，且偏析嚴(yán)重，其微觀組織照片見圖2所示圖2中可以看出有大量樹枝晶存在，枝晶偏析明顯；圖1中基本沒有樹枝晶存在， 成分分布均勻，枝晶偏析得到明顯改善。實(shí)施例2
本實(shí)施例的鑄造耐磨錫青銅合金，由以下重量百分含量的組分組成Sn 12%，Pb 3. 5%， Ni 2. 5%，雜質(zhì)成分Fe、Sb、Al、Zn、P、Si和Bi的總含量為0. 23%，余量為Cu。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法，具體步驟為
(1)準(zhǔn)備原材料取純度為99.95%的1#電解銅板、純度為99. 90%的1#錫錠、純度為 99. 99%的1#鎳板、純度為99. 994%的1#鉛錠，之后經(jīng)裁剪、烘干和表面除油處理，待用；
(2)配料按鑄造耐磨錫青銅合金的組成稱取經(jīng)步驟(1)處理后的原材料；
(3)熔煉先向熔煉爐中加入約20cm厚的木炭，然后再向熔煉爐中加入電解銅板，迅速加熱使電解銅板熔化，在加熱熔化電解銅板的過程中可以補(bǔ)加木炭，以保證液面被木炭完全覆蓋，這樣可以起到保溫、防止吸氣和脫氧作用，以實(shí)現(xiàn)電解銅板的熔化過程在微氧化氣氛下進(jìn)行，溫度為1150°C，持續(xù)時(shí)間60分鐘；待電解銅板完全熔化后升溫至1500°C并加入純鎳板，繼續(xù)在微氧化氣氛下使純鎳板熔化，持續(xù)時(shí)間15分鐘；待純鎳板熔化后，溫度降至 1150°C，再加入純錫錠、純鉛錠進(jìn)行微氧化氣氛下熔煉，持續(xù)時(shí)間3分鐘，隨后加入磷銅脫氧劑進(jìn)行脫氧，熔煉過程中用石墨攪拌棒攪拌，用扒渣棒扒渣；
(4)添加精煉劑扒渣完畢后向熔液中加入精煉劑，該精煉劑由以下重量百分含量的組分組成Eu 69. 5%, SiO2 20%、Rb2O2 10%、YVO4 0. 5%，精煉劑的用量為中熔液總重的1. 5%，之后慢慢的從上到下充分?jǐn)嚢瑁?dāng)溫度升至1250°C后，停止加熱，靜置1分鐘，待熔液表面有浮渣時(shí)，再進(jìn)行扒渣處理，直至熔液表面無浮渣出現(xiàn)；
(5)澆注熔液表面無浮渣出現(xiàn)后，此時(shí)熔液表面撥開熔液呈鏡面狀，將熔液轉(zhuǎn)移至澆包內(nèi)，然后澆注到預(yù)熱過的鑄型中，預(yù)熱溫度為250°C，澆注溫度為1120°C，之后冷卻，取出，得到鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠；
(6)均勻化退火步驟(5)的鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠在680°C下保溫10小時(shí)，之后空冷，進(jìn)行均勻化退火處理，得到鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品。得到的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品直接用于機(jī)加工。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的硬度達(dá)到121HB，抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為 328MPa和16. 3%，合金塑性提高，枝晶偏析得到明顯改善。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的微觀組織照片見圖3所示。在組成成分與本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品相同的條件下，采用配料一熔煉一澆注的現(xiàn)有常規(guī)制備工藝制備出的合金的硬度為78HB，抗拉強(qiáng)度和伸長率分別為 219MPa和3. 9%，且偏析嚴(yán)重。其微觀組織照片見圖4所示。實(shí)施例3
本實(shí)施例的鑄造耐磨錫青銅合金，由以下重量百分含量的組分組成Sn 10%, Pb 5%, Ni 4%，雜質(zhì)成分Fe、Sb、Al、Zn、P、Si和Bi的總含量為0. 20%，余量為Cu。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法，具體步驟為
(1)準(zhǔn)備原材料取純度為99. 95%的1#電解銅板、純度為99. 90%的1#錫錠、純度為 99. 99%的1#鎳板、純度為99. 994%的1#鉛錠，之后經(jīng)裁剪、烘干和表面除油處理，待用；(2)配料按鑄造耐磨錫青銅合金的組成稱取經(jīng)步驟(1)處理后的原材料；
(3)熔煉先向熔煉爐中加入約20cm厚的木炭，然后再向熔煉爐中加入電解銅板，迅速加熱使電解銅板熔化，在加熱熔化電解銅板的過程中可以補(bǔ)加木炭，以保證液面被木炭完全覆蓋，這樣可以起到保溫、防止吸氣和脫氧作用，以實(shí)現(xiàn)電解銅板的熔化過程在微氧化氣氛下進(jìn)行，溫度為1200°C，持續(xù)時(shí)間50分鐘；待電解銅板完全熔化后升溫至1500°C并加入純鎳板，繼續(xù)在微氧化氣氛下使純鎳板熔化，持續(xù)時(shí)間15分鐘；待純鎳板熔化后，溫度降至 1200°C，再加入純錫錠、純鉛錠進(jìn)行微氧化氣氛下熔煉，持續(xù)時(shí)間2分鐘，隨后加入磷銅脫氧劑進(jìn)行脫氧，熔煉過程中用石墨攪拌棒攪拌，用扒渣棒扒渣；
(4)添加精煉劑扒渣完畢后向熔液中加入精煉劑，該精煉劑由以下重量百分含量的組分組成=Eu2O3 60%、SiO2 30%、Rb2O2 8%、Y2O3 2%，精煉劑的用量為熔液總重的2%，之后慢慢的從上到下充分?jǐn)嚢瑁?dāng)溫度升至1200°C后，停止加熱，靜置2分鐘，待熔液表面有浮渣時(shí)， 再進(jìn)行扒渣處理，直至熔液表面無浮渣出現(xiàn)；
(5)澆注熔液表面無浮渣出現(xiàn)后，待熔液表面撥開熔液呈鏡面狀后，將熔液轉(zhuǎn)移至澆包內(nèi)，然后澆注到預(yù)熱過的鑄型中，預(yù)熱溫度為300°C，澆注溫度為1150°C，之后冷卻，取出，得到鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠；
(6)均勻化退火步驟(5)的鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠在750°C下保溫8小時(shí)，之后空冷，進(jìn)行均勻化退火處理，得到鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品。得到的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品直接用于機(jī)加工。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的硬度達(dá)到128HB，抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為 336MPa和17. 6%，合金塑性提高，枝晶偏析得到明顯改善。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的微觀組織照片見圖5所示。在組成成分與本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品相同的條件下，采用配料一熔煉一澆注的現(xiàn)有常規(guī)制備工藝制備出的合金的硬度為68HB，抗拉強(qiáng)度和伸長率分別為 223MPa和3. 7%，且偏析嚴(yán)重。其微觀組織照片見圖6所示。實(shí)施例4
本實(shí)施例的鑄造耐磨錫青銅合金，由以下重量百分含量的組分組成Sn 14%，Pb 2%, Ni 4%，雜質(zhì)成分Fe、Sb、Al、Zn、P、Si和Bi的總含量為0. 25%，余量為Cu。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法，具體步驟為
(1)準(zhǔn)備原材料取純度為99.95%的1#電解銅板、純度為99. 90%的1#錫錠、純度為 99. 99%的1#鎳板、純度為99. 994%的1#鉛錠，之后經(jīng)裁剪、烘干和表面除油處理，待用；
(2)配料按鑄造耐磨錫青銅合金的組成稱取經(jīng)步驟(1)處理后的原材料；
(3)熔煉先向熔煉爐中加入約20cm厚的木炭，然后再向熔煉爐中加入電解銅板，迅速加熱 使電解銅板熔化，在加熱熔化電解銅板的過程中可以補(bǔ)加木炭，以保證液面被木炭完全覆蓋，這樣可以起到保溫、防止吸氣和脫氧作用，以實(shí)現(xiàn)電解銅板的熔化過程在微氧化氣氛下進(jìn)行，溫度為1250°C，持續(xù)時(shí)間40分鐘；待電解銅板完全熔化后升溫至1550°C并加入純鎳板，繼續(xù)在微氧化氣氛下使純鎳板熔化，持續(xù)時(shí)間10分鐘；待純鎳板熔化后，溫度降至 1250°C，再加入純錫錠、純鉛錠進(jìn)行微氧化氣氛下熔煉，持續(xù)時(shí)間1分鐘，隨后加入磷銅脫氧劑進(jìn)行脫氧，熔煉過程中用石墨攪拌棒攪拌，用扒渣棒扒渣；
(4)添加精煉劑扒渣完畢后向熔液中加入精煉劑，該精煉劑由以下重量百分含量的組分組成=Eu2O3 80%、SiO2 10%、Rb2O2 9. 5%、Y2O3 0. 5%，精煉劑的用量為熔液總重的0. 8%，之
后慢慢的從上到下充分?jǐn)嚢瑁?dāng)溫度升至1200°C后，停止加熱，靜置2分鐘，待熔液表面有浮渣時(shí)，再進(jìn)行扒渣處理，直至熔液表面無浮渣出現(xiàn)；
(5)澆注 熔液表面無浮渣出現(xiàn)后，待熔液表面撥開熔液呈鏡面狀后，將熔液轉(zhuǎn)移至澆包內(nèi)，然后澆注到預(yù)熱過的鑄型中，預(yù)熱溫度為350°C，澆注溫度為1150°C，之后冷卻，取出，得到鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠；
(6)均勻化退火步驟(5)的鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠在800°C下保溫10小時(shí)，之后空冷，進(jìn)行均勻化退火處理，得到鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品。得到的鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品直接用于機(jī)加工。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的硬度達(dá)到114HB，抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為 309MPa和13. 8%，合金塑性提高，枝晶偏析得到明顯改善。本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金的微觀組織照片見圖7所示。在組成成分與本實(shí)施例鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品相同的條件下，采用配料一熔煉一澆注的現(xiàn)有常規(guī)制備工藝制備出的合金的硬度為76HB，抗拉強(qiáng)度和伸長率分別為 252MPa和7. 3%，且偏析嚴(yán)重。其微觀組織照片見圖8所示。
權(quán)利要求
1.一種鑄造耐磨錫青銅合金，其特征在于，由以下重量百分含量的組分組成Sn 10-14%, Pb 2-5%, Ni 1_4%，雜質(zhì)成分 Fe、Sb、Al、Zn、P、Si 和 Bi 的總含量彡 0. 25%，余量為 Cu。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造耐磨錫青銅合金，其特征在于，該鑄造耐磨錫青銅合金由以下重量百分含量的組分組成Sn 12%，Pb 3.5%，Ni 2. 5%，雜質(zhì)成分Fe、Sb、Al、Zn、P、Si 和Bi的總含量< 0. 25%，余量為Cu。
3.—種權(quán)利要求1或2所述的鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟配料步驟按鑄造耐磨錫青銅合金的組成稱取原材料，所述原材料為電解銅板、純錫錠、純鎳板和純鉛錠，所述鑄造耐磨錫青銅合金由以下重量百分含量的組分組成Sn 10-14%, Pb 2-5%, Ni 1_4%，雜質(zhì)成分 Fe、Sb、Al、Zn、P、Si 和 Bi 的總含量彡 0. 25%，余量為 Cu ；熔煉步驟在微氧化氣氛下加熱熔化電解銅板，溫度為1150 1250°C，持續(xù)時(shí)間40 60分鐘；待電解銅板完全熔化后升溫至1500°C 1550°C并加入純鎳板，繼續(xù)在微氧化氣氛下使純鎳板熔化，持續(xù)時(shí)間10 15分鐘；待純鎳板熔化后，溫度降至1150 1250°C，再加入純錫錠、純鉛錠進(jìn)行微氧化氣氛下熔煉，持續(xù)時(shí)間1 3分鐘，熔煉過程中攪拌，扒渣；加精煉劑步驟扒渣完畢后向熔液中加入精煉劑，精煉劑的用量為熔液總重的0. 5% 2%，之后攪拌均勻，溫度升至1200 1250°C并靜置1 3分鐘，待熔液表面有浮渣時(shí)，再進(jìn)行扒渣處理，直至熔液表面無浮渣出現(xiàn)；澆注步驟熔液表面無浮渣出現(xiàn)后，將熔液轉(zhuǎn)移至澆包內(nèi)，然后澆注到鑄型中，澆注溫度為1120°C 1150°C，之后冷卻，取出，得到鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠；退火步驟鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠在600 800°C下保溫6 10小時(shí)，之后空冷，進(jìn)行均勻化退火處理，得到鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法，其特征在于，所述精煉劑由以下重量百分含量的組分組成60-80%的Eu或Eu203、10-30%的Si02、8_10%的Rb2O2禾口 0. 5-2% 的 YVO4 或 Y2O3。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法，其特征在于，澆注步驟中， 在將熔液澆注到鑄型中之前，預(yù)熱鑄型，預(yù)熱溫度為250 350°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法，其特征在于，退火步驟中， 對(duì)鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理時(shí)的溫度為750°C，保溫8小時(shí)，之后空冷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鑄造耐磨錫青銅合金及其制備方法，該鑄造耐磨錫青銅合金由以下重量百分含量的組分組成Sn10-14%，Pb2-5%，Ni1-4%，雜質(zhì)成分Fe、Sb、Al、Zn、P、Si和Bi的總含量≤0.25%，余量為Cu。該鑄造耐磨錫青銅合金的制備方法為將原材料電解銅板、純鎳板、純錫錠和純鉛錠依次熔煉，之后向熔融液中添加精煉劑，澆注，冷卻，得到鑄造耐磨錫青銅合金鑄錠，合金鑄錠經(jīng)均勻化退火處理得到鑄造耐磨錫青銅合金產(chǎn)品。本發(fā)明制得的鑄造耐磨錫青銅合金成分均勻，枝晶偏析得到明顯改善，鑄態(tài)缺陷少，合金硬度≥100HB，抗拉強(qiáng)度≥300MPa，延伸率≥10%，尤其適用于交通電力行業(yè)耐磨重載關(guān)鍵部件。
文檔編號(hào)C22C9/02GK102304642SQ20111024871
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者劉亞民, 周延軍, 國秀花, 宋克興, 張彥敏, 李紅霞, 楊國義, 白寧, 翟冠峰, 蔡元京, 趙保建, 郜建新, 魏軍 申請(qǐng)人:河南江河機(jī)械有限責(zé)任公司, 河南科技大學(xué)