[發明專利]一種連續鑄造的航空航天領域用的合金管及其制造方法

有效

• 申請號: 201310549051.5
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103540794A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 陸海榮;孫飛;趙勇
• 申請（專利權）人: 蘇州天兼金屬新材料有限公司
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C30/00;C22C1/02;F16S3/00
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王淑麗

技術領域

本發明涉及合金管制造領域，特別是涉及一種連續鑄造的航空航天領域用的合金管及其制造方法。

背景技術

目前，銅鈹合金熔合而成的鈹青銅具有優越的性能，比如其屈服強度可高于965MPa，因此被廣泛航空航天領域用的襯套等高端產品零部件。然而，美國職業安全與健康管理局呼吁減少鈹的使用量，因為，鈹具有一定的毒性，人體一旦吸入相應劑量的鈹粉塵，將會引起致命性的肺部疾病。工業生產當中，現有的幾種材料比如鋁青銅的屈服強度431MPa,銅-鎳-錫合金屈服強度724MPa等材料的性能都不能夠達到鈹青銅的屈服強度，一直不能夠完全被人們接受。因此，使用可完全取代鈹青銅的材料將是未來的一種趨勢并能夠在市場中占據優勢。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種利用銅鎳合金與鋁錫合金完全融合以替代鈹銅合金的合金管及其制造方法。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種連續鑄造的航空航天領域用的合金管，由以下重量百分數組份組成：鎳：20-25％，錫：8-12％，鋁：9-11％，錳：1-3％，鐵：1.5-3％，磷：0.05-0.3％，鉻：0.01-0.1％，鈷：0.01-0.1％，余量為銅。

優選地，連續鑄造的航空航天領域用的合金管，由以下重量百分數組份組成：鎳：21-24％，錫：8.5-11.5％，鋁：9.25-10.75％，錳：1.25-2.75％，鐵：1.75-2.75％，磷：0.075-0.275％，鉻：0.02-0.09％，鈷：0.02-0.09％，余量為銅。

優選地，連續鑄造的航空航天領域用的合金管，由以下重量百分數組份組成：鎳：22-23％，錫：9-11％，鋁：9.5-10.5％，錳：1.5-2.5％，鐵：2-2.5％，磷：0.1-0.25％，鉻：0.04-0.07％，鈷：0.04-0.07％，余量為銅。

優選地，連續鑄造的航空航天領域用的合金管，由以下重量百分數組份組成：鎳：22.5％，錫：10％，鋁：10％，錳：2％，鐵：2.25％，磷：0.175％，鉻：0.055％，鈷：0.055％，余量為銅。

本發明提供的一種上述連續鑄造的航空航天領域用的合金管的制造方法，包括如下步驟：

步驟一：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，加熱至950度-1000度，熔煉1-1.5小時，待完全熔化后保溫至900度，保溫時間為0.5-1小時；

步驟二：制造鋁錫合金：按照重量配比將鋁、錫置于工頻電爐內，加熱至660度-700度，熔煉1-1.5小時，待完全熔化后保溫至550度，保溫時間為0.5-1小時；

步驟三：將保溫完成的鋁錫合金熔液添加到銅鎳合金熔液當中，用石墨棒進行攪拌之后升溫至1000度；

步驟四：將錳、鐵、磷、鉻、鈷采用研磨的方式進行粉末化處理，處理后的粉末粒徑在100-300微米；

步驟五：將研磨完成的錳、鐵、磷、鉻、鈷粉末按照重量添加到合金液體當中，再次使用石墨棒攪拌，使其完全分散到合金液體當中，然后將工頻電爐保溫至1000度，保溫時間為1小時；

步驟六：用直讀光譜儀對從爐內取出的樣品進行3-6次成分檢驗，以確定其合金成分在規定范圍之內；

步驟七：采用連續鑄造的方式將合金液體鑄造成為合金管材，鑄造溫度為950度，鑄造速度為2mm/s；

步驟八：對鑄造完成的合金管材放置在廂式退火爐中進行回火熱處理，溫度為220-280度，時間為1-1.5小時；將熱處理完成的合金管侵入濃度為5%的鹽水溶液中，時間為5分鐘；

步驟九：對冷卻完成后的合金管才進行探傷及矯直，并按照需要的長度切割并包裝入庫。

采用上述技術方案，本發明的有益效果有：

本發明采用銅-鎳合金材料與鋁-錫合金完全融合，能夠使相應的多元合金相達到需要的強度，以實現代替鈹-銅合金的目的。同時在合金中添加其他微量元素，利用多個微量元素的作用結合相應的軋制及鹽水淬火工藝從而實現最終合金材料卓越的性能，此材料的屈服強度大于1000MPa。在實現替代有毒的鈹元素的同時，又改善了合金材料的性能，從而實現完全取代鈹青銅的目標。并且生產出的合金管材便于加工成軸套，與實心棒材相比節省了材料，提高了生產效率，降低了成本。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1