[發明專利]一種用于電力機械耐磨件的鑄造合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810535376.0
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108559868A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 孫飛;趙勇;陳靜
• 申請（專利權）人: 蘇州金倉合金新材料有限公司
• 主分類號: C22C9/01
• 分類號: C22C9/01;C22C32/00;C22C1/10;C22C1/02
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 張濤

1.一種用于電力機械耐磨件的鑄造合金材料，其特征在于，該合金材料組分包含碳化硅、鋁、鐵、錳、鎳、鑭、硅、錫以及銅，其中合金材料的組分按重量百分比分別為：碳化硅：1-2.5％,鋁：15-17％，鐵：6-8％，錳：6-7.5％，鎳：2-3.5％，鑭：1-2％，硅：1.5-3.5％，錫：1.5-2.5％，余量為銅。

2.根據權利要求1所述的一種用于電力機械耐磨件的鑄造合金材料，其特征在于，其中合金材料的組分按重量百分比分別為：碳化硅：1.8％,鋁：16％，鐵：7％，錳：6.8％，鎳：2.8％，鑭：1.5％，硅：2.5％，錫：2％，余量為銅。

3.一種用于電力機械耐磨件的鑄造合金材料，其特征在于，該合金材料組分包含碳化硅、鋁、鐵、錳、鎳、鑭、硅、錫以及銅，其中合金材料的組分按重量百分比分別為：碳化硅：1-2.5％,鋁：15-17％，鐵：6-8％，錳：6-7.5％，鎳：2-3.5％，鈰：1-2％，硅：1.5-3.5％，錫：1.5-2.5％，余量為銅。

4.根據權利要求3所述的一種用于電力機械耐磨件的鑄造合金材料，其特征在于，其中合金材料的組分按重量百分比分別為：碳化硅：1.8％,鋁：16％，鐵：7％，錳：6.8％，鎳：2.8％，鈰：1.5％，硅：2.5％，錫：2％，余量為銅。

5.根據權利要求1-4任意一項所述的一種用于電力機械耐磨件的鑄造合金材料，其特征在于，碳化硅的純度為99.9％。

6.根據權利要求1-2任意一項所述的一種用于電力機械耐磨件的鑄造合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)按照配比將鋁、鐵、錳、鎳、硅、錫和銅置于工頻電爐內，加熱至1150℃完全熔化后并保溫；

2)將鑭按照比例添加到正在保溫的合金溶液當中，開啟振動裝置與攪拌裝置，振動裝置振動頻率為：6次/秒；攪拌裝置攪拌速率為：350轉/分鐘，攪拌時間為:15-20分鐘；

3)將純度在99.9％的碳化硅顆粒添加到合金溶液當中，同時進行再次攪拌，攪拌速率為350轉/分鐘；攪拌時間15-20分鐘；

4)將攪拌完成的合金溶液轉移至鑄造保溫爐當中，第三次進行攪拌，攪拌時間為5-10分鐘，速率為200轉/分鐘；

5)將攪拌完成的合金溶液靜止3-5分鐘，并取樣檢測，已確定成份在設定范圍之內；成份合格后，采用導流管直接將熔體引入結晶器，結晶器內涂抹潤滑油，爐膛內覆蓋3-5cm厚度的炭黑以減少氧化和生渣的機會；

6)用水平鑄造法鑄造，合金錠外徑為210mm,鑄造速度為3m/h，選擇結晶器高度為190mm,冷卻水壓力為0.15MPa,引錠溫度控制為1100-1130℃之間；

7)水平鑄造過程中，石墨套底部外圓與結晶器壁之間的距離約為10-15mm，此敞露金屬液面在保持一定靜壓力下的情況下進入結晶器，鑄錠表面成圓滑的微波浪狀，鑄錠長度為3010mm/支；

8)將鑄造完成的合金錠，進行探傷處理，調出有缺陷的材料；將無缺陷材料放置于密閉熱處理爐中進行低溫處理，溫度為：150-180度，處理時間為：1.-2小時；

9)將處理完成的合金錠，置于密度為15％的鹽水當中，進行瞬間冷卻，以進一步提升合金材料硬度；

10)將長材合金錠鋸切為1000mm/支的長度，上光錠機去除表面氧化皮及各類夾雜物，外徑控制為199.5-200.5mm；包裝入庫。

7.根據權利要求3-4任意一項所述的一種用于電力機械耐磨件的鑄造合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)按照配比將鋁、鐵、錳、鎳、硅、錫和銅置于工頻電爐內，加熱至1150℃完全熔化后并保溫；

2)將鈰按照比例添加到正在保溫的合金溶液當中，開啟振動裝置與攪拌裝置，振動裝置振動頻率為：6次/秒；攪拌裝置攪拌速率為：350轉/分鐘，攪拌時間為:15-20分鐘；

3)將純度在99.9％的碳化硅顆粒添加到合金溶液當中，同時進行再次攪拌，攪拌速率為350轉/分鐘；攪拌時間15-20分鐘；

4)將攪拌完成的合金溶液轉移至鑄造保溫爐當中，第三次進行攪拌，攪拌時間為5-10分鐘，速率為200轉/分鐘；

5)將攪拌完成的合金溶液靜止3-5分鐘，并取樣檢測，已確定成份在設定范圍之內；成份合格后，采用導流管直接將熔體引入結晶器，結晶器內涂抹潤滑油，爐膛內覆蓋3-5cm厚度的炭黑以減少氧化和生渣的機會；

6)用水平鑄造法鑄造，合金錠外徑為210mm,鑄造速度為3m/h，選擇結晶器高度為190mm,冷卻水壓力為0.15MPa,引錠溫度控制為1100-1130℃之間；

7)水平鑄造過程中，石墨套底部外圓與結晶器壁之間的距離約為10-15mm，此敞露金屬液面在保持一定靜壓力下的情況下進入結晶器，鑄錠表面成圓滑的微波浪狀，鑄錠長度為3010mm/支；

8)將鑄造完成的合金錠，進行探傷處理，調出有缺陷的材料；將無缺陷材料放置于密閉熱處理爐中進行低溫處理，溫度為：150-180度，處理時間為：1-2小時；

9)將處理完成的合金錠，置于密度為15％的鹽水當中，進行瞬間冷卻，以進一步提升合金材料硬度；

10)將長材合金錠鋸切為1000mm/支的長度，上光錠機去除表面氧化皮及各類夾雜物，外徑控制為199.5-200.5mm；包裝入庫。