[發(fā)明專利]一種用于電力機(jī)械耐磨件的鑄造合金材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810535376.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN108559868A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫飛;趙勇;陳靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州金倉(cāng)合金新材料有限公司
• 主分類號(hào): C22C9/01
• 分類號(hào): C22C9/01;C22C32/00;C22C1/10;C22C1/02
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 張濤

本發(fā)明公開了一種用于電力機(jī)械耐磨件的鑄造合金材料及其制備方法，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％，鑭或鈰：1?2％，硅：1.5?3.5％，錫：1.5?2.5％，余量為銅。在傳統(tǒng)青銅材料中加入碳化硅陶瓷顆粒，用以提高鑄造合金材料的硬度；并適當(dāng)?shù)奶砑酉鄳?yīng)的稀土元素鑭或鈰，用于進(jìn)一步細(xì)化、改善合金內(nèi)部材料的徑粒組織結(jié)構(gòu)，從而使材料在不需要進(jìn)一步鍛打或者熱處理的前提下，即可實(shí)現(xiàn)合金材料的強(qiáng)度和硬度，進(jìn)一步滿足核電汽輪機(jī)用材料的要求。同時(shí)也避免了原有合金材料因鍛打而產(chǎn)生的開裂情況，進(jìn)一步減少了材料在鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的氣孔率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金材料領(lǐng)域，特別涉及一種用于電力機(jī)械耐磨件的鑄造合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

青銅材料具有良好的延展性和可鍛性等性能，因此其應(yīng)用較為廣泛，其主要應(yīng)用于核電汽輪機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域中，具體是用于鍛打成型各類閥塊、耐磨泵塊。但是，隨著核電工業(yè)的大力發(fā)展，市場(chǎng)需求更多、更優(yōu)的材料，由于鍛打處理產(chǎn)生的缺陷，使得目前所使用的青銅錠已越來(lái)越不能滿足國(guó)內(nèi)外高標(biāo)泵閥類合金錠的需求。另外，由于材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原因，通過(guò)翻砂鑄造的青銅材料，極易產(chǎn)生氣孔表面夾雜，不易二次成型。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，公開了一種用于電力機(jī)械耐磨件的鑄造合金材料，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。

進(jìn)一步地，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。

一種用于電力機(jī)械耐磨件的鑄造合金材料，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。

進(jìn)一步地，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。

進(jìn)一步地，碳化硅的純度為99.9％。

本發(fā)明提供的一種用于電力機(jī)械耐磨件的鑄造合金材料的制備方法，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(nèi)，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(dāng)中，開啟振動(dòng)裝置與攪拌裝置，振動(dòng)裝置振動(dòng)頻率為：6次/秒；攪拌裝置攪拌速率為：350轉(zhuǎn) /分鐘，攪拌時(shí)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(dāng)中，同時(shí)進(jìn)行再次攪拌，攪拌速率為350轉(zhuǎn)/分鐘；攪拌時(shí)間15-20分鐘；

4)將攪拌完成的合金溶液轉(zhuǎn)移至鑄造保溫爐當(dāng)中，第三次進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為5-10分鐘，速率為200轉(zhuǎn)/分鐘；

5)將攪拌完成的合金溶液靜止3-5分鐘，并取樣檢測(cè)，已確定成份在設(shè)定范圍之內(nèi)；成份合格后，采用導(dǎo)流管直接將熔體引入結(jié)晶器，結(jié)晶器內(nèi)涂抹潤(rùn)滑油，爐膛內(nèi)覆蓋3-5cm厚度的炭黑以減少氧化和生渣的機(jī)會(huì)；

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(jié)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；