[发明专利]高速铁路装备用加锑高锡青铜合金棒及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金棒材领域，尤其涉及一种高速铁路装备用加锑高锡青铜合金、由该合金制成的合金棒及其制作方法。

背景技术

锡青铜是铸造收缩率最小的有色金属合金，用来生产形状复杂、轮廓清晰、气密性要求不高的铸件，锡青铜在大气、海水、淡水和蒸汽中十分耐蚀，广泛应用于各类耐磨轴瓦、轴套、法兰及齿轮等方面，尤其用于高速铁路装备。为了提升高锡青铜合金棒的易切削性能，往往在棒料中添加铅元素，加铅后的高锡青铜合金棒具有高的耐磨性并易切削加工，被广泛使用。然而，含铅高锡青铜合金棒会对环境造成影响，随着人们环保意识的不断提高，含铅元素的青铜合金棒已不能满足国内外高端市场的要求，尤其不能满足我国快速发展的高速铁路装备的要求。另外，随着工业的发展，锡青铜的合金硬度需进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种不仅具有环保性能，而且合金硬度及耐磨性都有较大提高的高速铁路装备用锡青铜合金棒。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高速铁路装备用加锑高锡青铜合金，该合金组分中包含锑、锡和铜，其中合金各组分组成按重量百分比分别为：锑1-3％，锡8-10％，铜87-91％。

进一步地，合金各组分组成按重量百分比分别为：锑1％，锡8％，铜91％。

进一步地，合金各组分组成按重量百分比分别为：锑2％，锡9％，铜89％。

进一步地，合金各组分组成按重量百分比分别为：锑3％，锡10％，铜87％。

一种高速铁路装备用加锑高锡青铜合金棒，由任一前述的合金制成。

一种高速铁路装备用加锑高锡青铜合金棒制作方法，包括以下步骤：

i.按配比将电解铜、锡、锑置于工频电炉内，加热至1200℃-1250℃，完全熔化后保温至1230℃；

ii.搅拌上述完全熔化的合金液体，后在其上面覆盖石墨粉；

iii.重新加热至1350℃并振动，采用水平连铸法铸造成实心合金棒材；

iv.用制头机将合金棒材的一端制成拉拔段；

v.将经制头的合金棒用拉伸模连续拉伸并切头，后采用连续式退火炉低温退火；

vi.将经退火的合金棒在常温下冷却，放入硫酸池中酸洗；

vii.再次制头、连续拉伸并切头，用钨钢剥皮模将合金棒剥皮后再次退火；

viii.用成品模将合金棒拉伸至成品。

进一步地，步骤ii.中覆盖的石墨粉厚度为15-25mm。

进一步地，步骤iii.之前还包括对合金液体保温25-30分钟的步骤。

进一步地，步骤v.中退火温度为400-450℃。

进一步地，步骤vi.中硫酸池中硫酸浓度为15％。

本发明的优点及有益效果：

本发明提供的高速铁路装备用加锑高锡青铜合金及由该合金制成的合金棒，将传统的铅元素替换为锑元素，不仅提高了该合金及合金棒的环保性能，而且能够大大提高合金及合金棒的合金硬度，将合金硬度由原来的70-80HBS提升至110-120HBS，并能明显改善其耐磨性。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种高速铁路装备用加锑高锡青铜合金，该合金组分中包含锑、锡和铜，其中合金各组分组成按重量百分比分别为：锑1-3％，锡8-10％，铜87-91％。

还提供一种由以上所述高速铁路装备用加锑高锡青铜合金制成的加锑高锡青铜合金棒及其制作方法，该方法包括以下步骤：

i.按配比将电解铜、锡、锑置于工频电炉内，加热至1200℃-1250℃，完全熔化后保温至1230℃；

ii.搅拌上述完全熔化的合金液体，后在其上面覆盖石墨粉；

iii.重新加热至1350℃并振动，采用水平连铸法铸造成实心合金棒材；

iv.用制头机将合金棒材的一端制成拉拔段；

v.将经制头的合金棒用拉伸模连续拉伸并切头，后采用连续式退火炉低温退火；

vi.将经退火的合金棒在常温下冷却，放入硫酸池中酸洗；

vii.再次制头、连续拉伸并切头，用钨钢剥皮模将合金棒剥皮后再次退火；

viii.用成品模将合金棒拉伸至成品。

其中，步骤ii.中覆盖的石墨粉厚度为15-25mm。