[發(fā)明專(zhuān)利]一種碳化鈦增強(qiáng)無(wú)鉛錫銅合金棒及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510726278.1
• 申請(qǐng)日: 2015-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105296794A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫飛;趙勇;埃里克斯-高登
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州列治埃盟新材料技術(shù)轉(zhuǎn)移有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C9/02
• 分類(lèi)號(hào): C22C9/02;C22C32/00;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: 楊帆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金棒材領(lǐng)域，具體涉及一種碳化鈦增強(qiáng)無(wú)鉛錫銅合金棒及其制備方法。

背景技術(shù)

碳化鈦是一種碳化鈦的材料，熔點(diǎn)高，導(dǎo)熱性能好，硬度大，化學(xué)穩(wěn)定好，不水解，高溫抗氧化性好。碳化鈦是一種高純度碳化鈦粉末，是由二氧化鈦與炭黑在通氫氣的碳管爐或調(diào)頻真空爐內(nèi)于1600℃-1800℃高溫下反應(yīng)制得。由于碳化鈦硬度大，具有良好的力學(xué)性能，因此它是硬質(zhì)合金生產(chǎn)的重要原料，可用于制造耐磨材料、切削刀具材料、機(jī)械零件等，還可制作熔煉錫、鉛、鎘、鋅等金屬的坩堝。

錫青銅以錫為主要合金元素的青銅，含錫量一般為3～14質(zhì)量％，其具有較高的力學(xué)性能、耐磨性能和耐蝕性，易切削加工，釬焊和焊接性能好，收縮系數(shù)小，無(wú)磁性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于彈性元件和耐磨零件的制造。

現(xiàn)有的錫青銅材料為了實(shí)現(xiàn)改善削切性能往往會(huì)添加Pb元素，眾所周知，元素鉛對(duì)人體和環(huán)境都是一種毒害物質(zhì)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)日益要求開(kāi)發(fā)新型不含鉛元素并且機(jī)械性能較高的銅合金。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種碳化鈦增強(qiáng)無(wú)鉛錫銅合金棒及其制備方法，利用碳化鈦熔點(diǎn)高，導(dǎo)熱性能好，硬度大等一系列優(yōu)點(diǎn)，在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的削切性能，同時(shí)去除了對(duì)環(huán)境有害的鉛，而且最終碳化鈦增強(qiáng)無(wú)鉛錫銅合金棒的機(jī)械性能也有很大的提高。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種碳化鈦增強(qiáng)無(wú)鉛錫銅合金棒，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：鋅1-4.5％，錫6-8％，硅0.5-1.5％，碳化鈦5.5-9％，余量為銅。

優(yōu)選地，本發(fā)明的碳化鈦增強(qiáng)無(wú)鉛錫銅合金棒，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：鋅2％，錫7％，硅1.25％，碳化鈦7％，余量為銅。

優(yōu)選地，本發(fā)明的碳化鈦增強(qiáng)無(wú)鉛錫銅合金棒，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：鋅4.5％，錫8％，硅0.5％，碳化鈦5.5％，余量為銅。

優(yōu)選地，本發(fā)明的碳化鈦增強(qiáng)無(wú)鉛錫銅合金棒，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：鋅1％，錫6％，硅1.5％，碳化鈦9％，余量為銅。

進(jìn)一步地，所述銅為電解銅。

進(jìn)一步地，所述碳化鈦粒徑為300μm-500μm。

本發(fā)明提供一種碳化鈦增強(qiáng)無(wú)鉛錫銅合金棒的制備方法，包括以下步驟：

1)按照配比重量將電解銅、錫、鋅、硅置于電爐內(nèi)，加熱到1250-1300℃待完全熔化后，保溫至1200℃，保溫時(shí)間為30-40min；

2)按照配比重量將碳化鈦添加到步驟1)中的熔融合金液體當(dāng)中；

3)將步驟2)中混合有碳化鈦粉末的合金熔融液體轉(zhuǎn)移至保溫爐中，用攪拌工具將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬?，在其上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，將保溫爐設(shè)定溫度在1200℃保溫，保溫時(shí)間為20-30min；

4)保溫結(jié)束后，采用德國(guó)進(jìn)口斯派克直讀光譜儀對(duì)從爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行成分檢驗(yàn)，取樣次數(shù)為3-5次，以確定其合金成分在合格的范圍之內(nèi)；

5)進(jìn)一步保溫10-20分鐘后，重新升溫至1300℃，并開(kāi)啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，振動(dòng)頻率為10次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成規(guī)定直徑和長(zhǎng)度的實(shí)心合金棒；

6)擠壓前退火，用箱式退火爐對(duì)合金棒進(jìn)行退火處理：退火溫度為150-180℃，退火時(shí)間為30-40分鐘，以便于擠壓；

7)用光錠機(jī)對(duì)退火后的毛坯實(shí)心合金棒進(jìn)行表面加工，加工為表面光潔的實(shí)心合金棒，采用3000噸雙動(dòng)擠壓機(jī)擠壓，實(shí)心合金棒加熱溫度為150-200℃，擠壓溫度為450℃，擠壓速度V＝3mm/s，經(jīng)過(guò)多次擠壓后得到半成品規(guī)格的直徑和長(zhǎng)度的實(shí)心合金棒；

8)將擠壓而成的實(shí)心合金棒用超聲波探傷儀進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐；

9)用高精度車(chē)床對(duì)探傷完成后的實(shí)心合金棒進(jìn)行表面車(chē)削，得到成品規(guī)格的直徑和長(zhǎng)度的實(shí)心合金棒，并對(duì)實(shí)心合金棒的兩端去毛刺后包裝入庫(kù)。

進(jìn)一步地，步驟1)中所述電爐為工頻電爐，并處于氬氣氛保護(hù)下。

進(jìn)一步地，步驟3)中進(jìn)行所述攪拌工具為特制石墨工具。

進(jìn)一步地，步驟3)中所述高純度鱗片狀石墨粉的厚度為10-12cm。

本發(fā)明的有益效果是：