[發(fā)明專利]具備防氧化和蒸發(fā)特性的高溫?zé)崽幚碛勉U合金

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810299363.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-04
• 公開（公告）號(hào): CN108193081A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊長(zhǎng)江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號(hào): C22C11/00
• 分類號(hào): C22C11/00;C22C1/02;C21D1/48
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本發(fā)明公開了具備防氧化和蒸發(fā)特性的高溫?zé)崽幚碛勉U合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Ca:1.0?2.0wt.%,Os:0.5?1.2wt.%,Sb:0.8?1.5wt.%,Y：2.0?4.0wt.%，Ba:1.2?1.8wt.%,Eu:0.2?0.4wt.%,余量為Pb。該奧氏體化熱處理鉛合金研制對(duì)于提升我國(guó)自主研發(fā)精品新材料，占領(lǐng)國(guó)際精品新材料市場(chǎng)具有促進(jìn)作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種鉛合金。

背景技術(shù)

我國(guó)鋼材的產(chǎn)量和結(jié)構(gòu)品種逐年增加，鋼材生產(chǎn)企業(yè)也一直致力于生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，通過(guò)設(shè)備改善和工藝調(diào)整，不斷降低生產(chǎn)各工序的斷絲率，提高生產(chǎn)效率和綜合成材率。熱處理是指金屬材料在固態(tài)下，通過(guò)加熱、保溫和冷卻的手段，改變材料表面或內(nèi)部的化學(xué)成分與組織，獲得所需性能的一種金屬熱加工工藝。熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過(guò)程中的重要工序之一。

加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，近而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于控制，且無(wú)環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過(guò)熔融的鹽或金屬，以至浮動(dòng)粒子進(jìn)行間接加熱。奧氏體化是指將鋼加熱至臨界點(diǎn)以上使形成奧氏體的金屬熱處理過(guò)程，加熱的工件，使溫度達(dá)到共析溫度以上，使常溫下的鐵素體和滲碳體再轉(zhuǎn)變回奧氏體。在保證碳化物完全溶解的前提下，奧氏體的晶粒應(yīng)細(xì)小，這樣轉(zhuǎn)變后可以得到晶粒細(xì)小的索氏體組織。晶粒細(xì)化對(duì)鋼絲的強(qiáng)度、韌塑性、疲勞性能等都有好處。

普通的馬弗爐加熱因加熱速度慢，過(guò)熱度較小，奧氏體的實(shí)際形成溫度較低，形核率比較低，難以獲得細(xì)小的奧氏體晶粒，一般只能達(dá)到8級(jí)以下的晶粒度。而且馬弗爐加熱時(shí)由于鋼絲高溫停留時(shí)間長(zhǎng)，爐內(nèi)保護(hù)氣氛不好，鋼絲表面脫碳也較多。循環(huán)處理法可以細(xì)化晶粒，但鋼絲表面脫碳也會(huì)增加。采用感應(yīng)加熱方法，由于加熱速度快，表面溫度高,盡管可以達(dá)到10級(jí)左右的晶粒尺寸，鋼的表面脫碳非常明顯,而且表面附近晶體過(guò)燒嚴(yán)重。

長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),鉛浴作為奧氏體化后鉛浴淬火形成屈氏體而在熱處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。鉛浴加熱是將鋼絲在鉛熔體中加熱至910℃左右，隨后在熔融鉛浴中快速冷卻。由于零件通常較小(如盤條)，故可得到細(xì)小的珠光體組織，而無(wú)初生鐵素體的析出。通過(guò)鉛浴淬火，可以保證線材中的主要組織為單一的索氏體組織或索氏體組織加少量塊狀鐵素體，通過(guò)索氏體中的鐵素體和滲碳體的均勻排列使得線材具有良好的綜合性能。

但由于鉛霧粉塵形成的有毒物質(zhì)難以處理或回收，從保護(hù)環(huán)境意識(shí)出發(fā)，越來(lái)越需要遵守嚴(yán)格的安全健康法規(guī)。雖然目前工業(yè)界開發(fā)了許多控冷方法，如次聲冷卻、噴霧冷卻、ED法、S-EDC法、DLP法等，但均不能完全達(dá)到鉛浴的效果，不能用線材直接生產(chǎn)成品制繩鋼絲，因此鋼企業(yè)仍然把鉛浴作為熱處理的一種目前還不能替代的手段。

但是必須看到,鉛浴作為一種有效的導(dǎo)熱介質(zhì),還具有很多有益的特點(diǎn)。當(dāng)作為奧氏體化工作環(huán)境介質(zhì)時(shí),這種技術(shù)既能控制奧氏體加熱速度又能控制加熱環(huán)境。鋼絲的奧氏體化過(guò)程中，如果鋼絲暴露在空氣中，就會(huì)產(chǎn)生表面脫碳。鉛浴奧氏體化使鋼絲在奧氏體化過(guò)程中浸于融鉛內(nèi)，限制了鋼絲和空氣的接觸，防止了脫碳，和普通加熱方法比，提高了鋼絲表面的硬度，減少了裂紋形成和擴(kuò)展的可能性，改善了鋼絲的疲勞性能。

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)鉛浴熱處理領(lǐng)域存在著一些問(wèn)題，行業(yè)整體發(fā)展大而不強(qiáng)，還不具備和世界同行業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家抗衡的能力，普通產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)剩，高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口。工業(yè)規(guī)模達(dá)到世界較大，整體裝備和部分技術(shù)接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，整體裝備工藝技術(shù)整體落后，生產(chǎn)效率低，資源能源消耗大。鉛浴合金熱處理開發(fā)領(lǐng)域落后，不僅僅是剛才熱處理加工的基礎(chǔ)問(wèn)題，還和行業(yè)上下游息息相關(guān)，整體工業(yè)落后使得我們的合金體系序列開發(fā)產(chǎn)生影響。