[发明专利]一种银镁镍合金摩擦环的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种银镁镍合金摩擦环的制备方法，特别提供了一种制备高质量、高性能、高标准银镁镍摩擦环的方法。

背景技术

银镁镍合金具有“内氧化”特性，内氧化后具有良好的弹性、导电性、导热性、耐腐蚀性、密封性，其硬度稳定且不可逆(即内氧化后其硬度不随温升而变化)等优点被优选为航天运载火箭氢氧泵密封耐磨材料。

目前，国内该材料只有丝、片材制品，对于环状制品还仅处于初步试制阶段，问题主要在于环状制品尺寸较大，在加工过程中较难保证合金环各处化学成分的均匀性，且容易出现夹杂、缩孔、疏松、裂纹、冷隔和分层等缺陷，熔炼后合金铸锭及加工后合金的内部缺陷较难控制，较难达到高品质、高标准的要求，同时批量稳定性较差，尤其力学性能偏差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种银镁镍合金摩擦环的制备方法，针对大尺寸加工件银镁镍摩擦环制品各处的成分控制问题以及在加工过程中存在的缺陷，通过优化熔炼技术，提高铸锭质量，尽量避免夹杂、缩孔、疏松、裂纹、冷隔和分层等缺陷的密集出现，从而保证产品质量和技术要求，满足使用需求。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种银镁镍合金摩擦环的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)清洁真空中频感应炉炉壁，确保炉内无其它金属或污染物；

2)以银、镁、镍为原材料，将银、镍破碎后放在稀硫酸中浸泡0.5h，而后用铜丝刷刷去表面污物，清水冲净，用丙酮或酒精脱水后，风干备用；

3)将原材料银、镍分别放入真空中频感应炉的高纯石墨坩埚中，进行真空熔炼、除气处理；

4)将除气处理后的银和镍放入高纯石墨坩埚中，熔炼得到银镍中间合金，真空度为5～10Pa；

5)将银镍中间合金放入高纯石墨坩埚中，用银片包裹镁，并用直径为3.0～3.5mm的银丝将其绑于坩埚上端，熔炼得到银镁镍合金的板材铸锭或棒材铸锭，熔炼时的真空度为5～10Pa，控制银镁镍合金中合金成分的质量百分含量为：镁0.18～0.26％；镍0.25～0.31％；余量为银；

6)铸锭出炉后，用15wt％的稀硫酸水溶液洗去表面的氧化膜，用铜丝刷清洗反应物，用水冲洗，晾干备用；

7)将铸锭取样做化学成分分析，并将化学成分的质量百分含量符合：Mg 0.18～0.26％；Ni 0.25～0.31％；Pb≤0.005％；Sb≤0.003％；Fe≤0.01％；Cu≤0.01％；Bi≤0.005％，所含杂质的总含量不大于0.1％的铸锭进行超声波无损检测，选取合格铸锭，进行下一步加工；

8)将板材铸锭进行轧制，道次变形量在10％左右，总变形量30％；然后将板材用四柱液压机压平；棒材铸锭则采用冷锻或热锻的方法进行压力加工，得到的棒材总变形控制在60％～70％，道次变形量控制在5％～10％，锻造过程中保证坯料圆柱表面圆整而光滑；

9)将轧制好的板材或者锻造好的棒材进行超声波无损检测，选择符合条件的板材或棒材，然后将板材或棒材分别通过线切割和铣床加工成毛胚环，最后都通过车床加工至成品尺寸；

10)对成品进行超声波和X射线无损检测，选择合格成品。

所述步骤8)中，棒材铸锭采取冷锻时，高度总变形小于70％；采用热锻时，锻造需墩粗-压长-墩粗-压长，反复1-2次。

由于镁的沸点为1060℃，而镍的熔点为1455℃，因此本发明在制备银镁镍合金铸锭过程中，先熔炼得到银镍中间合金，从而能降低银镁镍合金的熔炼温度，为了防止镁挥发而无法加入中间合金中，从而影响合金成分，将镁用银片包裹。另外须严格控制合金中杂质的含量，以有效地保证银镁镍合金铸锭的成分均匀、无明显夹杂、气孔等缺陷，从而保证产品进一步加工前的产品质量。本发明原材料中的杂质的重量百分含量须控制在以下范围内：Pb≤0.005％；Sb≤0.003％；Fe≤0.01％；Cu≤0.01％；Bi≤0.005％，所含杂质的总含量不大于0.1％。

在所述步骤4)和步骤5)中，装料时避免产生架桥现象。

所述步骤8)中得到的板材或棒材的显微维氏硬度值为55～100Hv即达到硬度要求。

本发明的优点在于：