[發明專利]一種鎳鋅基合金制作船用機械渦輪的方法

在審

• 申請號: 201610097782.4
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105537884A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 陳瑾瑋
• 申請（專利權）人: 桐鄉市搏騰貿易有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C22C18/00;B22F3/16
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

技術領域

本發明涉及船用甲板機械制造技術領域，具體是一種鎳鋅基合金制作船用機械渦輪的 方法。

背景技術

船用甲板機械制造業一直以來都是采用錫青銅材料作為渦輪的加工材料，因其較好的 加工性能而在甲板機械制造領域長期發揮著領先作用。然而隨著工業技術的不斷進步，生 產力的不斷提升，以錫青銅為材料的渦輪已不能充分滿足當今人們的需求，而鋅基合金與 鎳基合金恰好以種種優勢彌補了以往用錫青銅作為渦輪材料所存在的不足之處。以鋅為基 加入其他元素組成的合金。常加的合金元素有鋁、銅、鎂、鎘、鉛、鈦等。鋅基合金熔點 低，流動性好，易熔焊，釬焊和塑性加工，在大氣中耐腐蝕，殘廢料便于回收和重熔；但 蠕變強度低，易發生自然時效引起尺寸變化。熔融法制備，壓鑄或壓力加工成材。鎳基合 金具有優異的耐磨性能，其抗氧化、耐腐蝕、焊接性能也好。鋅基合金、鎳基合金與錫青 銅相比，其主要優點如下：機械性能更優越、摩擦磨損特性更加優良、價格更低廉、重量 更輕。由以上可知，鋅基合金、鎳基合金有足夠的優勢來替代錫青銅材料應用于機械渦輪 的制作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種成本低、使用壽命長、機械性能好、耐磨性能強的鎳鋅基 合金制作船用機械渦輪的方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種鎳鋅基合金制作船用機械渦輪的方法，包括以下步驟：

(1)準備原料：所述鎳鋅基合金的成分及其質量百分比為：La：0.001-0.008％，Ce： 0.01-0.10％，Nd：0.01-0.07％，Ca：2.0-3.5％，Sr：0.2-1.0％，Ba：1.0-3.5％，Pb：0.001-0.01％， Cu：1.5-3.0％，Fe：0.05-0.10％，Sn：0.001-0.008％，Mn：0.5-0.9％，Cr：1.5-2.5％，Ni： 15-20％，余量為Zn；以元素的氧化物、金屬單質、鹵化物或碳酸鹽為原料，按化學計量 比稱取，充分研細混勻并壓片，獲得混合物樣品；

(2)焙燒：將步驟(1)獲得的混合物樣品置入坩堝中，在還原氣氛條件下，放入高 溫馬弗爐中焙燒，獲得燒結體；所述混合物樣品的焙燒溫度為1000-1400℃，焙燒時間為 5-10小時；

(3)將步驟(2)獲得的燒結體處理后得到鎳鋅基合金毛坯；

(4)粗加工：將鎳鋅基合金毛坯進行粗加工，包括車外圓、車內孔及表面處理，制 成鎳鋅基合金圓環；

(5)精加工：將粗加工制成的鎳鋅基合金圓環進行精加工，包括精車內圓、內孔、 車圓弧，然后將鎳鋅基合金圓環與輪轂裝配，用定位銷定位，制成鎳鋅基合金圓輪；

(6)滾制輪齒：將精加工制成的鎳鋅基合金圓輪放在滾制輪齒機上滾制輪齒，制成 鎳鋅基合金渦輪。

作為本發明進一步的方案：所述鎳鋅基合金的成分及其質量百分比為：La： 0.002-0.005％，Ce：0.02-0.08％，Nd：0.01-0.05％，Ca：2.3-3.0％，Sr：0.3-0.8％，Ba：1.5-3.2％， Pb：0.003-0.08％，Cu：2.0-2.5％，Fe：0.06-0.09％，Sn：0.002-0.006％，Mn：0.6-0.8％， Cr：1.7-2.2％，Ni：17-19％，余量為Zn。

作為本發明進一步的方案：所述鎳鋅基合金的成分及其質量百分比為：La：0.004％， Ce：0.05％，Nd：0.03％，Ca：2.5％，Sr：0.5％，Ba：2.2％，Pb：0.006％，Cu：2.2％，Fe： 0.075％，Sn：0.003％，Mn：0.70％，Cr：2.0％，Ni：18.20％，余量為Zn。

作為本發明進一步的方案：還原氣氛采用氫氣或一氧化碳。

作為本發明進一步的方案：所述混合物樣品的焙燒溫度為1100-1300℃。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明采用鎳鋅基合金材料制作船用機械渦輪其成本比錫青銅低25％，比巴氏合金低 38％，使用壽命高1.5-2倍，機械性能好，耐磨性能強，適用于船用機械渦輪。解決了傳統 渦輪(甲板機械上的關鍵傳動部件)因使用錫青銅材料而PV(壓力-速度)特性較差，摩擦系數 較大，耐磨性能不夠從而致使整機工作性能較差的弊端。另外，由于鎳鋅基合金市場價格 較低廉，解決了機械制造公司企業成本浪費的問題。