[發明專利]一種銀鎂鎳合金摩擦環的制備方法

有效

• 申請號: 201210262482.9
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN103567711A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 史秀梅;陳怡蘭;姚映君;陳文敬;金凱
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬與稀土應用研究所
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C22C5/06;C22C1/03
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

技術領域

本發明涉及一種銀鎂鎳合金摩擦環的制備方法，特別提供了一種制備高質量、高性能、高標準銀鎂鎳摩擦環的方法。

背景技術

銀鎂鎳合金具有“內氧化”特性，內氧化后具有良好的彈性、導電性、導熱性、耐腐蝕性、密封性，其硬度穩定且不可逆(即內氧化后其硬度不隨溫升而變化)等優點被優選為航天運載火箭氫氧泵密封耐磨材料。

目前，國內該材料只有絲、片材制品，對于環狀制品還僅處于初步試制階段，問題主要在于環狀制品尺寸較大，在加工過程中較難保證合金環各處化學成分的均勻性，且容易出現夾雜、縮孔、疏松、裂紋、冷隔和分層等缺陷，熔煉后合金鑄錠及加工后合金的內部缺陷較難控制，較難達到高品質、高標準的要求，同時批量穩定性較差，尤其力學性能偏差較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種銀鎂鎳合金摩擦環的制備方法，針對大尺寸加工件銀鎂鎳摩擦環制品各處的成分控制問題以及在加工過程中存在的缺陷，通過優化熔煉技術，提高鑄錠質量，盡量避免夾雜、縮孔、疏松、裂紋、冷隔和分層等缺陷的密集出現，從而保證產品質量和技術要求，滿足使用需求。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種銀鎂鎳合金摩擦環的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)清潔真空中頻感應爐爐壁，確保爐內無其它金屬或污染物；

2)以銀、鎂、鎳為原材料，將銀、鎳破碎后放在稀硫酸中浸泡0.5h，而后用銅絲刷刷去表面污物，清水沖凈，用丙酮或酒精脫水后，風干備用；

3)將原材料銀、鎳分別放入真空中頻感應爐的高純石墨坩堝中，進行真空熔煉、除氣處理；

4)將除氣處理后的銀和鎳放入高純石墨坩堝中，熔煉得到銀鎳中間合金，真空度為5～10Pa；

5)將銀鎳中間合金放入高純石墨坩堝中，用銀片包裹鎂，并用直徑為3.0～3.5mm的銀絲將其綁于坩堝上端，熔煉得到銀鎂鎳合金的板材鑄錠或棒材鑄錠，熔煉時的真空度為5～10Pa，控制銀鎂鎳合金中合金成分的質量百分含量為：鎂0.18～0.26％；鎳0.25～0.31％；余量為銀；

6)鑄錠出爐后，用15wt％的稀硫酸水溶液洗去表面的氧化膜，用銅絲刷清洗反應物，用水沖洗，晾干備用；

7)將鑄錠取樣做化學成分分析，并將化學成分的質量百分含量符合：Mg?0.18～0.26％；Ni?0.25～0.31％；Pb≤0.005％；Sb≤0.003％；Fe≤0.01％；Cu≤0.01％；Bi≤0.005％，所含雜質的總含量不大于0.1％的鑄錠進行超聲波無損檢測，選取合格鑄錠，進行下一步加工；

8)將板材鑄錠進行軋制，道次變形量在10％左右，總變形量30％；然后將板材用四柱液壓機壓平；棒材鑄錠則采用冷鍛或熱鍛的方法進行壓力加工，得到的棒材總變形控制在60％～70％，道次變形量控制在5％～10％，鍛造過程中保證坯料圓柱表面圓整而光滑；

9)將軋制好的板材或者鍛造好的棒材進行超聲波無損檢測，選擇符合條件的板材或棒材，然后將板材或棒材分別通過線切割和銑床加工成毛胚環，最后都通過車床加工至成品尺寸；

10)對成品進行超聲波和X射線無損檢測，選擇合格成品。

所述步驟8)中，棒材鑄錠采取冷鍛時，高度總變形小于70％；采用熱鍛時，鍛造需墩粗-壓長-墩粗-壓長，反復1-2次。

由于鎂的沸點為1060℃，而鎳的熔點為1455℃，因此本發明在制備銀鎂鎳合金鑄錠過程中，先熔煉得到銀鎳中間合金，從而能降低銀鎂鎳合金的熔煉溫度，為了防止鎂揮發而無法加入中間合金中，從而影響合金成分，將鎂用銀片包裹。另外須嚴格控制合金中雜質的含量，以有效地保證銀鎂鎳合金鑄錠的成分均勻、無明顯夾雜、氣孔等缺陷，從而保證產品進一步加工前的產品質量。本發明原材料中的雜質的重量百分含量須控制在以下范圍內：Pb≤0.005％；Sb≤0.003％；Fe≤0.01％；Cu≤0.01％；Bi≤0.005％，所含雜質的總含量不大于0.1％。

在所述步驟4)和步驟5)中，裝料時避免產生架橋現象。

所述步驟8)中得到的板材或棒材的顯微維氏硬度值為55～100Hv即達到硬度要求。

本發明的優點在于：