[發明專利]一種CuSn10Pb10/45#鋼雙金屬的制備方法

有效

• 申請號: 202010326404.5
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111558809B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 鄒軍濤;倪磊;石浩;趙偉玲;張怡凡;王霖
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本發明公開了一種CuSn10Pb10/45#鋼雙金屬的制備方法，具體按照如下步驟進行：步驟1：將45#鋼和CuPb10Sn10銅合金加工為具有一定的形狀的內部多孔結構；步驟2：將45#鋼結構件和CuPb10Sn10銅合金進行預處理；步驟3：對預處理過的45#鋼結構件進行熱浸鍍錫；步驟4：將步驟2中得到的CuPb10Sn10銅合金置于步驟3得到的45#鋼結構件中，然后將其進行熱壓微區擴散成型，得到CuSn10Pb10/45#鋼雙金屬。本發明形成的雙金屬既綜合了銅和鋼的優越性能，同時還具有較高的界面強度和剪切強度。

技術領域

本發明屬于雙金屬的制備技術領域，具體涉及一種CuSn10Pb10/45#鋼雙金屬的制備方法。

背景技術

CuSn10Pb10/鋼異種金屬擁有耐摩擦、耐腐蝕、抗氧化、散熱好、強度高、導電導熱性良好等特點，廣泛應用于機械設備、石油管道設備以及電力傳輸等領域。目前，鉛青銅/鋼雙金屬在液壓領域已經得到廣泛應用，主要采用的連接方法為熔鑄法，但CuSn10Pb10在熔鑄過程中會析出單質錫，且錫在凝固和后期熱處理過程中無法回熔，導致材料韌性以及耐沖擊性能等一系列力學性能下降。在對液壓系統要求較高的航空航天、起重運輸、工程機械等領域中，對液壓系統中的高壓柱塞泵要求很高，不但要求其擁有高強度，同時要具有高的耐摩擦磨損性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種CuSn10Pb10/45#鋼擴散的雙金屬的制備方法，解決了目前此類CuSn10Pb10/45#鋼雙金屬結合強度低、使用時易開裂的缺點。

本發明所采用的技術方案是，

一種CuSn10Pb10/45#鋼雙金屬的制備方法，具體按照如下步驟進行：

步驟1：將45#鋼加工為圓柱體，圓柱體的兩端形成有容置槽，兩個容置槽相對開設有若干個圓柱體腔，對應兩個容置槽的尺寸加工圓柱形的CuPb10Sn10銅合金，

步驟2：將45#鋼結構件和CuPb10Sn10銅合金的表面打磨，并進行酸洗，隨后進行清洗，清洗后得到預處理后的CuPb10Sn10銅合金和45#鋼；

步驟3：對預處理過的45#鋼結構件進行6-10小時的熱浸鍍錫，得到鍍錫后的45#鋼結構件；

步驟4：將步驟2中得到的處理后的CuPb10Sn10銅合金置于步驟3得到的45#鋼結構件中，得到加工件，然后將加工件放置于熱壓磨具，將熱壓磨具置入真空熱壓燒結爐中進行熱壓微區擴散成型，得到CuSn10Pb10/45#鋼雙金屬。

本發明的特點還在于，

步驟1中，圓柱體的外徑尺寸為40mm，高度為110mm，圓柱形的CuPb10Sn10銅合金的外徑尺寸為30mm，高度為30mm。

步驟2中，酸洗具體為：將45#鋼結構件和CuPb10Sn10銅合金浸泡在10％的硝酸酒精溶液中進行酸洗。

步驟2中，所述清洗采用酒精清洗。

步驟4中，熱壓微區擴散成型具體為：將真空燒結爐的真空度達到6.67×10^-3Pa～6.67×10^-2Pa后開始加熱，燒結55～65min，加熱溫度到850～950℃后保溫0.5～3h，保溫過程中給其施加1～5MPa的壓力，待擠壓過程結束、CuSn10Pb10/45#鋼完成微區擴散成型后，停止加壓加熱，隨爐冷卻后得到CuSn10Pb10/45#鋼雙金屬。

本發明的有益效果是，本發明一種CuSn10Pb10/45#鋼雙金屬的制備方法，在比較高的溫度下，使得銅合金軟化，將其擠壓到多孔結構的45#鋼上，由此不僅使得銅合金與鋼在壓力作用下高溫擴散接合，且為某些擁有復雜內部結構的結構件實現雙金屬化提供方法。形成的雙金屬除了具有銅和鋼各自優越性能外，同時還具有較高的界面強度，其界面剪切強度最高可達259MPa。

附圖說明