[發明專利]耐熱抗氧化鑄造錫鎳青銅ZCuNi15Sn8及其制備方法

在審

• 申請號: 202011196920.7
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112251630A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 馬辰;馬海寬;張春光;周延軍;王小勇;周小靜;馬安波;馬海芳;王長學;劉全心;王風雯;臧燕;龍婷利;張永進;李千千
• 申請（專利權）人: 新鄉市海山機械有限公司
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C1/02;C22C1/06
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭乃鳳

本發明公開了一種耐熱抗氧化鑄造錫鎳青銅ZCuNi15Sn8，包括下列重量百分比的化學物質：鎳Ni 14.9%，錫Sn8.0%，余量為Cu。制備方法如下：鎂砂感應電爐中預熱，加電解銅和電解鎳爐料，覆蓋劑覆蓋爐口，升溫熔化，加入磷銅脫氧劑預脫氧，加入回爐料熔化，加入錫爐料攪拌均勻，調整溫度，加入磷銅脫氧劑再次進行脫氧，通入氬氣除氣，爐前檢查，出爐澆注，即得到耐熱抗氧化鑄造錫鎳青銅ZCuNi15Sn8。將本發明用于制造高速、高負荷條件下工作的機械傳動件上，具有較高的耐高溫強度和抗氧化性能，能顯著延長上述零部件的使用壽命，降低材料消耗，節約使用成本，提高機器產品質量。

技術領域：

本發明涉及一種錫鎳青銅合金的加工制備方法，特別是涉及一種耐熱抗氧化鑄造錫鎳青銅ZCuNi15Sn8及其制備方法，屬于金屬材料加工技術領域。

背景技術：

鑄造銅合金廣泛用于制造蝸輪、耐磨滑塊、齒輪、軸套等關鍵機器零部件，其性能好壞直接關系到機器整機的使用壽命。隨著工業技術水平的發展，機器零部件面臨更加惡劣的高溫、高速、高質流、重載等工作條件，同時機器設備的穩定性、可靠性和安全性要求也越來越高，因而對耐磨銅合金材料提出了能夠滿足苛刻服役條件的更高性能要求，如耐高溫強度、耐磨減磨性能、抗氧化性和耐蝕性。

由于現有鑄造銅合金如錫青銅、鋁青銅等，普遍存在高溫力學性能差、抗高溫氧化及耐蝕性差的弱點，有些鑄造銅合金材料盡管比較耐磨，但摩擦系數較高，減磨能力較差，使得與對磨件摩擦時產生大量熱量，加大了零件表面溫度，加快了材料失效，降低了材料的使用壽命，難以滿足現代工業比較惡劣的工況下鑄造銅合金使用性能的要求。

目前，Cu-Ni-Sn系合金受到人們的廣泛關注，由于其具有高導電、高彈性性能，且生產成本低，已用于代替和部分代替鈹青銅制造精密儀器、儀表的彈性元件，被認為是一種很有發展前途的高導電高彈性合金，但其高溫強度及減磨性能等方面并不理想，因此從對該種合金的應用前景考慮，對其性能的進一步完善顯得尤為重要。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種耐熱抗氧化鑄造錫鎳青銅ZCuNi15Sn8及其制備方法，該錫鎳青銅具有較高的耐高溫強度和抗氧化性能。

本發明為解決技術問題所采取的技術方案如下：

一種耐熱抗氧化鑄造錫鎳青銅ZCuNi15Sn8，包括下列重量百分比的化學物質：鎳Ni14.9% ，錫Sn8.0% ，余量為Cu。

所述的耐熱抗氧化鑄造錫鎳青銅ZCuNi15Sn8的制備方法，包括下列具體步驟：

①坩堝在鎂砂感應電爐中預熱，預熱15～20分鐘，使坩堝溫度達到100～150℃；

②向預熱后的坩堝內加電解銅和電解鎳爐料，并用覆蓋劑覆蓋爐口，覆蓋劑的加入量為爐料總質量的1.2% ；

③加熱至1300～1350℃，使爐料升溫融化；

④待坩堝內的爐料完全熔化后，攪拌均勻，加入爐料總質量0.1%的磷銅脫氧劑進行預脫氧；

⑤加入回爐料進行熔化；

⑥加入錫爐料，攪拌均勻；

⑦調整溫度至1300～1350℃，加入爐料總質量0.05%的磷銅脫氧劑再次進行脫氧；

⑧通入氬氣除氣，除氣3～5分鐘；

⑨出爐前檢查：試驗凹陷明顯收縮為合格，否則重新除氣；

⑩出爐澆注，即得到耐熱抗氧化鑄造錫鎳青銅ZCuNi15Sn8 。

在步驟⑧中，所述通入氬氣的壓力是1.2～1.5Mpa,流量1.0～1.2m³/h 。

在步驟②中，所述覆蓋劑由75%的玻璃和25%的硼砂組成。