[發明專利]一種耐磨齒輪用銅基復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810535351.0
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108677058A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 孫飛;趙勇;埃里克斯·高登
• 申請（專利權）人: 蘇州天兼新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22C32/00;C22C1/10;C22F1/08
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 回旋

本發明公開了一種耐磨齒輪用銅基復合材料及其制備方法，由如下重量百分數的組分組成：碳化鈦：2?3％，銻：1?2.5％，錫：7?9％，鋅：10?12％，鎳：0.5?1.5％，鉍：2?3.5％，鑭：0.02?0.05％，鈰：0.015?0.0375％，余量為銅。將碳化鈦材料通過本發明的制備方法均勻分布在銅、銻、錫、鋅、鎳、鉍合金溶液當中，利用碳化鈦高硬度的性能，實現合金材料的性能的進一步提升。本發明所得到的復合合金新材料具有更高的強度﹑硬度，從而滿足材料在各種機械零部件中應用的要求。

技術領域

本發明涉及合金材料領域，特別涉及一種耐磨齒輪用銅基復合材料及其制備方法。

背景技術

碳化鈦(TiC)，熔點高，導熱性能好，硬度大，化學穩定好，不水解，高溫抗氧化性好。高純度的碳化鈦粉末是一種由TiO2與炭黑在通氫氣的碳管爐或調頻真空爐內于1600℃--1800℃高溫下反應制得的一種原材料。由于碳化鈦硬度大，具有良好的力學性能，因此它是硬質合金生產的重要原料，可用于制造耐磨材料、切削刀具材料、機械零件等，還可制作熔煉錫、鉛、鎘、鋅等金屬的坩堝。

錫青銅是鑄造收縮率最小的有色金屬合金，用來生產形狀復雜、輪廓清晰、氣密性要求不高的鑄件，錫青銅在大氣、海水、淡水和蒸汽中十分耐蝕，廣泛應用于各類耐磨軸瓦、軸套、法蘭及齒輪等方面，尤其用于高速鐵路裝備。另外，隨著我國機械工業的迅速發展發展，機械制造需要大批量高性能的合金或者復合材料，而可鑄造性能優越的錫青銅將是必要的選擇，但是其性能只有進一步提到才能滿足相應的要求。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺陷，本發明的主要目的在于克服現有技術的不足之處，公開了一種耐磨齒輪用銅基復合材料，由如下重量百分數的組分組成：碳化鈦：2-3％，銻：1-2.5％，錫：7-9％，鋅：10-12％，鎳：0.5-1.5％，鉍：2-3.5％，鑭：0.02-0.05％，鈰：0.015-0.0375％，余量為銅。

進一步地，碳化鈦：2.3％，銻：1.5％，錫：7.5％，鋅：10.5％，鎳：0.75％，鉍：2.3％，鑭：0.03％，鈰：0.02％，余量為銅。

進一步地，碳化鈦：2.5％，銻：1.8％，錫：8％，鋅：11％，鎳：1％，鉍：2.6％，鑭：0.035％，鈰：0.025％，余量為銅。

進一步地，碳化鈦：2.8％，銻：2％，錫：8.5％，鋅：11.5％，鎳：1.25％，鉍：3％，鑭：0.04％，鈰：0.03％，余量為銅。

進一步地，碳化鈦的純度大于99.5％。

根據本發明的一種耐磨齒輪用銅基復合材料，，包括以下步驟：

1)按照配比將電解銅﹑錫﹑銻、鋅、鎳、鉍置于中頻電爐內，加熱至1150-1200℃，熔煉時間為2-2.5小時；同時用耐高溫石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌，合金完全熔化后進行保溫；

2)將篩選完成后的碳化鈦添加到保溫完成的合金溶液表面，并開啟攪拌裝置進行攪拌，而后添加鑭和鈰并攪拌；

3)攪拌完成后進行保溫，保溫時間10-15分鐘后，取樣品采用光譜與化學分析方法，對材料成分進行檢測，確定在設定范圍之內；

4)重新升溫至1200℃，并開啟中頻電爐的振動裝置，振動頻率為10 次/秒；采用連續鑄造的方式將復合材料溶液鑄造毛坯圓錠；

5)將毛坯圓錠放置箱式退火爐中進行熱處理；

6)待退火完成的合金棒自然冷卻后，采用高精度車床進行表面處理，完成后，包裝并入庫。

進一步地，步驟1)中熔化后的合金保溫溫度為1000℃，保溫靜置時間為20-25min。