[发明专利]一种钛微合金化锡青铜合金棒材及其制备方法

说明书

一种钛微合金化锡青铜合金棒材及其制备方法，它是由以下物质按化学成份及质量百分比的配比组成，Sn:3.5‑4.5%、Zn:2.7‑3.3%、P:0.01‑0.03%、Ni:0.1‑0.2%、Al:0.001‑0.002%、Fe:0.02‑0.05%、Pb:0.01‑0.02%、Ti:0.5‑1.0%，余量为Cu以及总量不大于0.2％的杂质，其中杂质元素包括N、H、O。本发明以锡青铜合金体系作为基体，该体系铜合金力学性能优良，选择Ti元素作为加入的微合金化元素，根据加入量不同而能够不同程度的细化晶粒，结合实验结果，它们的加入使得晶粒细化数倍，使得合金的强度得到很大提高。

技术领域

本发明涉及一种钛微合金化锡青铜合金棒材及其制备方法。

背景技术

铜合金材料由于导电性能、导热性能以及耐腐蚀性能优良、良好的加工成形性能等，从而逐渐成为各行各业广泛使用的材料。铜合金按功能划分可分为高强高导铜合金、耐磨铜合金、耐蚀铜合金、弹性铜合金、易切削铜合金和艺术铜合金。其中耐磨铜合金主要有多元复杂黄铜和青铜（如锡青铜、铍青铜、铝青铜和硅青铜等）两大类。

目前锡青铜主要用于制造汽车及其他工业部门中的气缸活塞销衬套、副连杆衬套、轴承及轴承内衬、圆盘和垫圈等承受摩擦零件。

但是近年来，随着我国电力、交通、通讯等行业的快速发展，锡青铜合金材料摩擦副在各种轨道交通弓网系统、电磁轨道炮电枢/导轨系统、微电子及电器控制插接件等领域得到大量应用。随着锡青铜倍越来越广泛的应用于各行各业中，人们对锡青铜的性能要求也越来越高，现有的锡青铜的力学性能已经满足不了目前所需。目前关于耐磨铜合金的材料设计主要集中在材料整体强化、材料表面强化和材料表面减阻等三个方面。

目前常用的锡青铜合金QSn4-3室温抗拉强度约为275M Pa，伸长率δ₁₀（％）≧25。对于材料整体强化，常用的方法主要有应变强化，固溶强化，弥散强化等方法，目前生产中常用的方法是应变强化，但是应变强化限制了锡青铜合金在某些领域上的应用，所以我们采用微合金化使晶粒细化的方法，使得锡青铜合金的强度得到提高。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种钛微合金化锡青铜合金棒材及其制备方法，解决了现有锡青铜的力学性能已经满足不了目前所需的问题。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种钛微合金化锡青铜合金棒材，它是由以下物质按化学成份及质量百分比的配比组成，Sn:3.5-4.5%、Zn:2.7-3.3%、P:0.01-0.03%、Ni:0.1-0.2%、Al:0.001-0.002%、Fe:0.02-0.05%、Pb:0.01-0.02%、Ti:0.5-1.0%，余量为Cu以及总量不大于0.2％的杂质，其中杂质元素包括N、H、O。

一种钛微合金化锡青铜合金棒材及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1)首先对感应熔炼炉的炉体进行清洁处理，防止杂质污染试样；

2)按钛微合金化锡青铜合金棒材的化学成份及质量百分比称取：Cu，Sn、Zn、P、Ni、Al%、Fe、Pb、Ti，将各个金属单质并混合均匀后放入坩埚中，将坩埚置于感应熔炼炉中，启动感应熔炼电源对合金进行加热，达到熔点以上200K后保温10min，熔融均匀之后浇入内径为φ20mm的低碳钢棒材模具中，得到直径为φ20mm的合金棒材；

3)制作金相试样观察试样微观组织，并计算晶粒尺寸；

4)按照国家标准制作拉伸实验试样并进行拉伸力学性能测试，并包装入库。

有益效果

与现有技术相比本发明具有以下优点。