[發明專利]一種納米級碳化硅銅基合金材料制備方法

有效

• 申請號: 201310259334.6
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103305742A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 孫飛;趙勇
• 申請（專利權）人: 蘇州金倉合金新材料有限公司
• 主分類號: C22C32/00
• 分類號: C22C32/00;C22C9/00;C22C1/02;C22C1/10
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 賀小明

技術領域

本發明涉及一種納米級碳化硅銅基合金材料的制備方法以及根據該方法制備的納米級碳化硅銅基合金材料。

背景技術

納米碳化硅是一種通過一定的技術條件，在普通碳化硅材料的基礎上制備而出的一種納米材料。納米碳化硅具有純度高，粒徑小，分布均勻，比表面積大，高表面活性，松裝密度低，極好的力學，熱學，電學和化學性能，即具有高硬度，高耐磨性和良好的自潤滑，高熱傳導率，低熱膨脹系數及高溫強度大等特點。

國標銅合金材料ZQAL9-4或美標合金材料C95400是一種鋁青銅材料，由于有較高的強度和減摩性，良好的耐蝕性，在熱態下壓力加工性良好，可電焊和氣焊，主要用于如軸襯、軸套、法蘭盤、齒輪及其他重要耐蝕、耐磨零件。但是在特殊應用方面，其性能難以滿足，比如航空航天高強度耐壓產品、石油工程設別的耐磨件產品以及海洋工程設備耐腐蝕產品配件的需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種納米級碳化硅銅基合金材料的制備方法，通過該方法實現了合金材料的強度、硬度、耐磨性以及耐腐蝕性等性能的進一步提升，從而延長航空航天高強度耐壓產品、石油工程設別的耐磨件產品以及海洋工程設備耐腐蝕產品配件的使用壽命。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種納米級碳化硅銅基合金材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按照國標GB/T1176-1987的標準及銅合金材料QAL9-4的化學成分要求將電解銅，鋁錠及鐵錠按照重量比例放入電爐中熔煉，熔煉期間根據熔爐的體積大小控制銅合金液體積在熔爐體積的90％以下；熔煉溫度為1300-1380℃；時間為3-3.5小時；

2)對所述銅合金液進行成分檢測；

3)將占總體積5-10％的納米級碳化硅粉體放入檢驗合格的所述銅合金液的表面，開啟工頻電爐的震動裝置并用石墨棒進行攪拌，使其均勻混合，形成納米級碳化硅銅基合金液；

4)保溫與鑄造，將所述納米級碳化硅銅基合金液保溫20-30分鐘，保溫溫度為1600-1650℃，然后將所述納米級碳化硅銅基合金鑄造成合金棒材，鑄造溫度為1000-1100℃；

5)將所述合金棒材進行表面車加工處理，并按照出廠標準包裝。

進一步地，上述納米級碳化硅粉體的納米級碳化硅的粒徑優選為10μm～30μm。

進一步地，步驟1)優選地控制銅合金液體積為熔爐體積的82％，步驟3)優選地加入占總體積10％的納米級碳化硅粉體。

進一步地，步驟1)優選地控制銅合金液體積為熔爐體積的82％，步驟3)優選地加入占總體積8％的納米級碳化硅粉體。

進一步地，步驟1)優選地控制銅合金液體積為熔爐體積的85％，所述步驟3)優選地加入占總體積5％的納米級碳化硅粉體。

進一步地，步驟1)優選地控制銅合金液體積為熔爐體積的80％，步驟3)優選地加入占總體積10％的納米級碳化硅粉體。

進一步地，步驟1)優選地控制銅合金液體積為熔爐體積的80％，步驟3)優選地加入占總體積5％的納米級碳化硅粉體。

進一步地，步驟2)優選地采用斯派克直讀光譜儀檢測所述銅合金液成分。

進一步地，步驟4)中鑄造合金棒材的方式為連續鑄造。

本發明將納米碳化硅銅基合金材料通過一定的技術手段均勻分布在現有的合金材料中，利用納米級碳化硅高硬度，高耐磨性和良好的自潤滑及高溫強度大的性能，實現合金材料的性能的進一步提升。本發明所得到的納米合金新材料具有更高的強度、硬度、耐磨性以及耐腐蝕性，從而延長航空航天高強度耐壓產品、石油工程設別的耐磨件產品以及海洋工程設備耐腐蝕產品配件的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明提供的納米級碳化硅銅基合金材料的制備方法流程圖。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步說明，但并非限制本發明的應用范圍。

實施例1

一種納米級碳化硅銅基合金材料的制備方法：

步驟一：按照國標GB/T1176-1987的標準及銅合金材料QAL9-4的化學成分要求將電解銅，鋁錠及鐵錠按照重量比例放入電爐中熔煉，熔煉期間根據熔爐的體積大小控制銅合金液體積在熔爐體積的82％；熔煉溫度為1300-1380℃；時間為3-3.5小時；

步驟二：對所述銅合金材料熔煉后形成的銅合金液體進行成分檢測。