[发明专利]一种动力部件用合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种动力部件用合金材料及其制备方法，该合金材料组分包含：硼化钛、铝、铁、锰、镍、锡、锌、硅、磷、铜，以及镧或铈。制备方法包括向多元合金溶液中加入稀土元素，向铝锡合金溶液中加入硼化钛颗粒，然后将两种溶液混合、保温搅拌并静置，取样检测合格后，进行结晶。在传统青铜材料中加入硼化钛陶瓷颗粒，提高铸造合金材料的硬度；添加相应的稀土元素，改善合金内部材料的径粒组织结构，使材料在不需要进一步锻打或者热处理的前提下，即可实现合金材料的强度和硬度，满足核动力汽轮机耐磨泵块用材料的要求。避免了原有合金材料因锻打而产生的开裂情况，减少了材料在铸造过程中产生的气孔率，节约了生产成本，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，尤其涉及一种动力部件用合金材料及其制备方法。

背景技术

青铜材料具有良好的延展性和可锻性等性能，因此其应用较为广泛，其主要应用于核电汽轮机的技术领域中，具体是用于锻打成型各类阀块、耐磨泵块。但是，随着核电工业的大力发展，市场需求更多、更优的材料，由于锻打处理产生的缺陷，使得目前所使用的青铜锭已越来越不能满足国内外高标泵阀类合金锭的需求。另外，由于材料内部结构的原因，通过翻砂铸造的青铜材料，极易产生气孔表面夹杂，不易二次成型。

基于此，现有技术仍然有待改进。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种动力部件用合金材料及其制备方法，以解决现有技术的问题。

一方面，本发明实施例所公开的一种动力部件用合金材料，该合金材料组分包含：硼化钛、铝、铁、锰、镍、锡、锌、硅、磷、铜，以及镧或铈。

进一步地，合金材料组分按重量百分比分别为：硼化钛0.5-1％、铝4-6％、铁1-2.5％、锰0.5-1.5％、镍1-2％、锡0.5-1.5％、锌2-3％、硅0.5-1.5％、磷0.05-0.3％、镧0.5-1.5％，余量为铜。

进一步地，合金材料组分按重量百分比分别为：硼化钛0.5-1％、铝4-6％、铁1-2.5％、锰0.5-1.5％、镍1-2％、锡0.5-1.5％、锌2-3％、硅0.5-1.5％、磷0.05-0.3％、铈0.5-1.5％，余量为铜。

进一步地，合金材料组分按重量百分比分别为：硼化钛0.8％、铝5％、铁1.7％、锰1.1％、镍1.5％、锡1％、锌2.5％、硅1％、磷0.15％、镧0.9％，余量为铜。

进一步地，合金材料组分按重量百分比分别为：硼化钛0.8％、铝5％、铁1.7％、锰1.1％、镍1.5％、锡1％、锌2.5％、硅1％、磷0.15％、铈0.8％，余量为铜。

进一步地，所述合金材料组分中，硼化钛的粒径大于10μm且小于50μm。

另一方面，本发明实施例还公开了上述的动力部件用合金材料的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一：按照配比将锌、铁、锰、镍、硅、磷铜置于工频电炉内，加热至1150℃完全熔化后并保温，形成多元合金溶液；

步骤二：按照比例将铝、锡放置于坩埚炉中进行熔炼，熔炼温度为680度，熔炼时间20-25分钟，形成铝锡合金；

步骤三：将稀土元素镧或铈按照比例添加到正在保温的多元合金溶液当中，开启振动装置与搅拌装置，得到稀土多元合金溶液；

步骤四：将硼化钛颗粒添加到铝锡合金溶液当中，同时进行搅拌，搅拌速率为150转/分钟；搅拌时间10-15分钟，得到铝锡硼化钛合金溶液；

步骤五：将搅拌完成的铝锡硼化钛合金溶液转移至铸造保温炉当中，并将所述稀土多元合金溶液与其混合；第三次进行搅拌，搅拌时间为5-10分钟，速率为400转/分钟；