[發(fā)明專利]一種鋯微合金化的多元復(fù)雜鑄造鋁青銅合金

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810657003.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN110629068A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔見;孫業(yè)成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C9/05
• 分類號(hào): C22C9/05;C22C1/02
• 代理公司: 32203 南京理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 鄒偉紅

本發(fā)明公開了一種鋯微合金化的多元復(fù)雜鑄造鋁青銅合金，其質(zhì)量百分比為：Al：7.5～8.5％，F(xiàn)e：3.0～4.0％，Ni：2.0～2.5％，Mn：11.0～13.0％，Zr：0.05～0.5％，余量為Cu。本發(fā)明的鋯微合金化的多元復(fù)雜鑄造鋁青銅合金以鋁青銅合金體系作為基體，通過鋯微合金化極大細(xì)化晶粒得到一種高性能的鋯微合金化鋁青銅合金，可以顯著提高合金的強(qiáng)度和硬度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種鋯微合金化的多元復(fù)雜鑄造鋁青銅合金，屬于有色金屬制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

銅合金材料由于導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能以及耐腐蝕性能優(yōu)良、良好的加工成形性能等，從而逐漸成為各行各業(yè)廣泛使用的材料，但是在眾多金屬材料中，銅合金仍屬于強(qiáng)度低，硬度低的材料。

在銅合金各種系列中，鋁青銅合金保持了優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能以及優(yōu)良的塑性，并且擁有較高的強(qiáng)度，耐磨性和耐腐蝕性優(yōu)良。目前鋁青銅合金ZCuAl8Mn13Fe3Ni2室溫抗拉強(qiáng)度σ_b為670MPa，室溫屈服強(qiáng)度σ_s為310MPa，伸長(zhǎng)率δ5(％)≥18，硬度為167HB。

鋁青銅合金已經(jīng)在許多領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，例如鋁青銅合金被用于制作汽車同步器齒環(huán)，全世界每年的生產(chǎn)量達(dá)6000噸以上，全世界每年同步器齒環(huán)市場(chǎng)總需求量在10000噸以上，但是目前我國(guó)生產(chǎn)的同步器齒環(huán)多以復(fù)雜黃銅合金制作而成，而復(fù)雜黃銅合金在強(qiáng)度硬度方面雖可以與鋁青銅合金媲美，但是容易產(chǎn)生熱裂偏析等等。鋁青銅合金還常用于制作軋機(jī)用的絲母，而絲母在使用過程中由于力學(xué)性能差而帶來的損耗非常大，我國(guó)許多鋼鐵公司因?yàn)榻z母強(qiáng)度低，硬度低而帶來的損失每年超過千萬元。

因此，目前鋁青銅合金存在的問題是如何進(jìn)一步提高強(qiáng)度，硬度等力學(xué)性能。而提高合金強(qiáng)度硬度的方法主要有應(yīng)變強(qiáng)化，固溶強(qiáng)化，彌散強(qiáng)化等方法，目前生產(chǎn)中常用的方法是應(yīng)變強(qiáng)化，但是應(yīng)變強(qiáng)化限制了鋁青銅合金在某些領(lǐng)域上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決鋁青銅強(qiáng)度低和硬度低的問題，本發(fā)明目的在于提供鋯微合金化的多元復(fù)雜鑄造鋁青銅合金。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種鋯微合金化的多元復(fù)雜鑄造鋁青銅合金，該合金按質(zhì)量百分比為：Al:7.5～8.5％，F(xiàn)e:3.0～4.0％，Ni:2.0～2.5％，Mn:11.0～13.0％，Zr:0.05～0.5％，余量為Cu。

本發(fā)明提供一種鋯微合金化的多元復(fù)雜鑄造鋁青銅合金銅棒的制備方法，步驟如下：

(1)首先對(duì)感應(yīng)熔煉爐的爐體進(jìn)行清潔處理，防止雜質(zhì)污染試樣；

(2)按照上述成分準(zhǔn)確稱量各個(gè)金屬單質(zhì)并混合均勻后放入坩堝中，將坩堝置于感應(yīng)熔煉爐中，啟動(dòng)感應(yīng)熔煉電源對(duì)合金進(jìn)行加熱，達(dá)到熔點(diǎn)以上200K后保溫10min，熔融均勻之后澆入內(nèi)徑為φ20mm的低碳鋼棒材模具中得到直徑為φ20mm的合金棒材。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來說具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，如下：1、本發(fā)明的微合金化之后合金的強(qiáng)度和硬度得到大幅度提高。ZCuAl8Mn13Fe3Ni2室溫抗拉強(qiáng)度σ_b為670MPa，室溫屈服強(qiáng)度σ_s為310MPa，伸長(zhǎng)率δ5(％)≥18，硬度為167HB。2、本發(fā)明通過加入Zr微合金化之后合金的σ_b可以達(dá)到860MPa，相比于原體系提高了190MPa；σ_s可以達(dá)到380MPa，相比于原體系提高了70MPa；伸長(zhǎng)率δ5(％)＝15；微合金化之后合金的硬度可以達(dá)到250HB，相比于原體系提高了73HB。

附圖說明

圖1為對(duì)比例的合金鑄錠顯微組織圖。

圖2為實(shí)施例1的合金鑄錠顯微組織圖。

圖3為實(shí)施例5的合金鑄錠顯微組織圖。