[發(fā)明專利]航空航天領(lǐng)域用合金材料及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310496144.6
• 申請(qǐng)日: 2013-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN103555990A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸海榮;孫飛;趙勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州天兼金屬新材料有限公司
• 主分類號(hào): C22C9/02
• 分類號(hào): C22C9/02;C22C9/06;C22C1/02
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 王淑麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金材料材領(lǐng)域，尤其涉及航空航天領(lǐng)域用替代鈹青銅的合金材料及其制造方法。

背景技術(shù)

鈹青銅由銅鈹合金熔合而成，其具有優(yōu)越的性能，屈服強(qiáng)度可高于965MPa，因此被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的襯套等高端產(chǎn)品零部件。然而，美國職業(yè)安全與健康管理局呼吁減少鈹?shù)氖褂昧浚驗(yàn)殁斁哂幸欢ǖ亩拘裕梭w一旦吸入其相應(yīng)計(jì)量的粉塵，將會(huì)引起致命性的肺部疾病。工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，現(xiàn)有的合金材料當(dāng)中，比如，鋁青銅的屈服強(qiáng)度為431MPa，銅-鎳-錫合金屈服強(qiáng)度為724MPa，其性能都不能達(dá)到鈹青銅的程度，因此一直不能夠完全被人們接受。基于此，使用可完全取代鈹青銅的材料將是未來的發(fā)展趨勢，其將在市場中占據(jù)優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種航空航天領(lǐng)域用替代鈹青銅的合金材料及其制造方法，利用本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)替代有毒的鈹元素的同時(shí)，又改善了合金材料的性能，從而實(shí)現(xiàn)完全取代鈹青銅的目的。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

航空航天領(lǐng)域用替代鈹青銅的合金材料，其特征在于，該合金材料組分中包含鎳、錫、鋁、錳、鐵以及銅，其中合金材料各組分組成按重量百分比分別為：鎳6-10％，錫6-9％，鋁3-6％，錳0.1-0.5％，鐵0.02-0.1％，銅74.4-84.88％。

優(yōu)選地，合金材料各組分組成按重量百分比分別為：鎳6％，錫6％，鋁3％，錳0.1％，鐵0.02％，銅84.88％。

優(yōu)選地，合金材料各組分組成按重量百分比分別為：鎳8％，錫7％，鋁5％，錳0.3％，鐵0.06％，銅79.64％。

優(yōu)選地，合金材料各組分組成按重量百分比分別為：鎳10％，錫9％，鋁6％，錳0.5％，鐵0.1％，銅74.4％。

優(yōu)選地，銅可以是電解銅。

航空航天領(lǐng)域用替代鈹青銅的合金材料的制造方法，包括以下步驟：

i.制造銅鎳合金：按照重量配比將電解銅、鎳、錫置于工頻電爐內(nèi)，加熱至900-950度，熔煉1-1.5小時(shí)，待完全熔化后保溫至850度，保溫時(shí)間為0.5-1小時(shí)；

ii.制造鋁錫合金：按照重量配比將鋁錠、錫置于工頻電爐內(nèi)，加熱至660-700度，熔煉1-1.5小時(shí)，待完全熔化后保溫至550度，保溫時(shí)間為0.5-1小時(shí)；

iii.將保溫完成的鋁錫合金溶液添加到銅鎳合金當(dāng)中，用石墨棒攪拌之后升溫至1000度；

iv.錳和鐵原材料制作：將錳和鐵采用研磨的方式進(jìn)行粉末化處理，處理后的粉末粒徑為300-500微米；

v.將研磨完成的錳和鐵粉按照重量配比添加到合金液體當(dāng)中，再次使用石墨棒攪拌，使其完全分散在合金液體當(dāng)中。然后，將工頻電爐保溫至900度，保溫時(shí)間為30分鐘；

vi.用光譜儀對(duì)從爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行次成分檢驗(yàn)，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；

vii.采用澆注的方式將合金液體澆灌至相應(yīng)的模具當(dāng)中；待成型之后取下模具將材料放置到廂式退火爐中進(jìn)行回火，回火溫度為400-450度，時(shí)間為2-2.5小時(shí)；對(duì)回火完成的材料進(jìn)行自然冷卻后進(jìn)行相應(yīng)機(jī)械加工以制成產(chǎn)品待用。

進(jìn)一步地，所述步驟vi.中的光譜儀為斯派克直讀光譜儀。

進(jìn)一步地，所述步驟vi.中的次成分檢驗(yàn)次數(shù)為三次。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用銅-鎳合金材料與鋁-錫合金完全融合，實(shí)現(xiàn)了代替鈹-銅合金的鈹元素，并且利用多個(gè)微量元素的作用，實(shí)現(xiàn)了合金材料卓越的性能，材料的屈服強(qiáng)度大于980MPa，從而實(shí)現(xiàn)了完全取代鈹青銅的目標(biāo)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并非限制本發(fā)明的應(yīng)用范圍。

實(shí)施例1

航空航天領(lǐng)域用替代鈹青銅的合金材料，合金材料各組分組成按重量百分比分別為：鎳6％，錫6％，鋁3％，錳0.1％，鐵0.02％，銅84.88％。