[發明專利]一種天然氣壓縮機耐磨防腐銅合金環的制備方法

在審

• 申請號: 201710149069.4
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN107030288A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 林育陽;彭琥;王華;王娟梅;霍慧來;左鵬軍;董洪峰
• 申請（專利權）人: 陜西省機械研究院
• 主分類號: B22F5/10
• 分類號: B22F5/10;B22F3/14;C22C9/02;C22C1/05
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 張震國

技術領域

本發明涉及一種耐磨防腐銅合金環的制備方法，特別涉及一種天然氣壓縮機耐磨防腐銅合金環的制備方法。

背景技術

目前在天然氣控制系統中，使用的銅合金零件一般采用鑄造工藝和后續機械加工生產，材料主要成分是：銅、錫、鉛、鋁等，其性能必須滿足耐磨、防腐、不帶磁性和抗沖擊性要求，國內鑄造材料滿足不了該類零件性能要求，主要依靠進口鑄造材料。而進口鑄造銅合金材料存在生產周期長、生產工藝復雜、不僅成本特別高，而且鑄造件共性技術缺陷很難克服，影響零件的使用性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠提高耐磨防腐銅合金環性能，改善其制造工藝水平，采用粉末冶金熱壓成型工藝，一次性完成銅合金零件的毛坯生產，其生產工藝路線簡單、性能穩定可靠，適合于批量化生產的天然氣壓縮機耐磨防腐銅合金環的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

1)模具設計加工：采用高純石墨材料，按照銅合金環零件外形尺寸要求，制備石墨模具；

2)壓制原料制備：取CuSnPb合金粉末，Al粉末，Ti粉末和天然石墨粉末，按照質量百分比將6-9％的Sn粉末、5-6％的Pb粉末、5-6％的Al粉末、1-3％的Ti粉末、0.5-1.0％的天然石墨粉末，余量為Cu混合均勻得混合物，再向混合物中加入其質量0.05％的潤濕劑混合均勻；

3)熱壓成型：將壓制原料置于石墨模具中采用25T四柱單項熱壓燒結機，在壓制原料受壓面積上，每平方厘米單位壓力為30-50Gpa，壓制過程5分鐘自室溫升溫至420℃，4分鐘自420℃升溫至620-650℃在此溫度下保溫5-8分鐘后自然降溫至400℃脫模得成型毛坯；

4)機械加工：對成型好的毛坯進行機械加工，達到產品最終形狀要求。

所述的CuSnPb合金粉末的粒度為-100目至-120目，Al粉末的粒度為-200目，Ti粉末的粒度為-200目、天然石墨粉末的粒度為-325目。

所述的潤濕劑為工業機油或工業用水玻璃。

按本發明的制備方法制成的壓縮機耐磨防腐銅合金環抗拉強度大于220MPa；延伸率達到6.5％；耐磨性能(摩擦試驗機)小于0.025g/cm²；防腐性能(醋酸鹽霧試驗)大于100H；其制作工藝優于鑄造工藝零件，可行進行批量化生產。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做詳細敘述。

實施例1：

第一步、模具設計加工：采用高純石墨材料，按照銅合金環零件外形尺寸要求，制備石墨模具；

第二步、壓制原料制備：取-100目的CuSnPb合金粉末，-200目Al粉末，-200目Ti粉末和-325目天然石墨粉末，按照質量百分比將6％的Sn、5％的Pb、5％的Al、1％的Ti、1.0％的石天然墨，余量為Cu混合均勻得混合物，再向混合物中加入其質量0.05％的潤濕劑工業機油，進行半小時均勻混合并過篩處理；

第三步、熱壓成型：將壓制原料置于石墨模具中采用25T四柱單項熱壓燒結機，在壓制原料受壓面積上，每平方厘米單位壓力為30Gpa，壓制過程5分鐘自室溫升溫至420℃，4分鐘自420℃升溫到620℃，在620℃保溫5分鐘后自然降溫至400℃脫模得成型毛坯；

第四步、機械加工：對成型好的毛坯進行機械加工，達到產品最終形狀要求。

測試評價本實施例結果:抗拉強度200MPa；延伸率5.5％；耐磨性能(摩擦試驗機)0.05g/cm²；防腐性能(醋酸鹽霧試驗)90H。

實施例2

第一步、模具設計加工：采用高純石墨材料，按照銅合金環零件外形尺寸要求，制備石墨模具；

第二步、壓制原料制備：取-110目的CuSnPb合金粉末，-200目Al粉末，-200目Ti粉末和-325目天然石墨粉末，按照質量百分比將7.5％的Sn、5.5％的Pb、5.5％的Al、1.5％的Ti、0.75％的天然石墨，余量為Cu混合均勻得混合物，再向混合物中加入其質量0.05％的潤濕劑工業用水玻璃，進行半小時均勻混合并過篩；

第三步、熱壓成型：將壓制原料置于石墨模具中采用25T四柱單項熱壓燒結機，在壓制原料受壓面積上，每平方厘米單位壓力為40Gpa，壓制過程5分鐘自室溫升溫至420℃，4分鐘自420℃升溫至635℃，在635℃保溫6分鐘后自然降溫至400℃脫模得成型毛坯；

第四步、機械加工：對成型好的毛坯進行機械加工，達到產品最終形狀要求。