[发明专利]高镍合金材料及其制备方法和铸铁件

说明书

本发明提供了一种高镍合金材料及其制备方法和铸铁件。以重量百分比计，该高镍合金材料包括64～70％的Ni、26～33％的Cu、0.4～7％的Fe、0.5～3.15％的Al、0.2～0.8％的Mn、0.35～0.86％的Ti、0.01～0.06％的C、0.01～0.45％的Si、0.01～0.6％的Ta以及0.5～0.8％的Pd以及其它不可避免的杂质。由于镍具有优良的耐酸碱性，将该材料用于有化学工艺气体的泵、管道或者其他设备原料，可以显著增加泵、设备和管道的寿命，如普通的材料的泵运行时间一般为5000～8000小时，在使用这种高镍合金材料后泵运行寿命会增至20000～50000小时以上。

技术领域

本发明涉及镍合金技术领域，具体而言，涉及一种高镍合金材料及其制备方法和铸铁件。

背景技术

用于在腐蚀环境如有化学工艺气体的泵，它的主要零部件有定子、转子和轴，这些零部件都会和泵内部的化学工艺气体接触。这种情况下，这些主要零部件大多都采用耐腐蚀和价格相对便宜的球墨铸铁制成或者将耐腐蚀的硬质材料涂敷零部件的局部表面，以使零部件局部表面具有耐腐蚀性，但是由于泵体温度和转速均较高，使得这些涂层物易掉落，从而导致泵设备出现故障情况。

铸铁件长期以来都被各大真空泵厂家用于制造真空泵的主要零部件，然而在半导体行业会有越来越多的相对腐蚀性的气体导致定转子部件腐蚀严重从而寿命相对较短，例如氯、氟、硅烷、溴化氢、三氟化氯和六氟化硫等腐蚀性气体，因此为了增加类似真空泵的定子、转子等部件的耐腐蚀性，就需要一种更具耐腐蚀性、耐高温性的合金材料。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高镍合金材料及其制备方法和铸铁件，以解决现有技术中合金材料的耐腐蚀性、耐高温性较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高镍合金材料，以重量百分比计，该高镍合金材料包括：64～70％的Ni、26～33％的Cu、0.4～7％的Fe、0.5～3.15％的Al、0.2～0.8％的Mn、0.35～0.86％的Ti、0.01～0.06％的C、0.01～0.45％的Si、0.01～0.6％的Ta以及0.5～0.8％的Pd以及其它不可避免的杂质。

进一步地，Ni与Cu的质量比为2:1～5:2。

进一步地，以重量百分比计，上述高镍合金材料包括66～70％的Ni。

进一步地，以重量百分比计，上述高镍合金材料包括28～33％的Cu。

进一步地，以重量百分比计，上述高镍合金材料包括：64～70％的Ni、26～33％的Cu、0.6～7％的Fe、0.5～2.0％的Al、0.2～0.5％的Mn、0.35～0.5％的Ti、0.02～0.05％的C、0.05～0.45％的Si、0.01～0.3％的Ta以及0.6～0.8％的Pd以及其它不可避免的杂质。

根据本发明的另一方面，提供了一种前述高镍合金材料的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，将高镍合金材料按照各元素百分比混合并进行熔炼，得到坯料；步骤S2，将坯料进行固溶处理，得到固溶体；以及步骤S3，将固溶体进行多次冷却和时效处理，得到高镍合金材料。

进一步地，上述熔炼的温度为1200～1850℃，优选固溶处理的温度为1150～1200℃，优选固溶处理的时间为2～4h。

进一步地，上述多次冷却和时效处理的过程包括：将固溶体进行第一次空冷，得到一次空冷后材料；将一次空冷后材料进行一次人工时效处理，得到一次时效处理后材料；将一次时效处理后材料进行第二次空冷，得到二次空冷后材料；将二次空冷后材料进行二次人工时效处理，得到二次时效处理后材料；以及将二次时效处理后材料进行第三次空冷，得到高镍合金材料，其中，优选一次人工时效处理的温度为800～830℃，优选一次人工时效处理的时间为20～30h，优选二次人工时效处理的温度为680～720℃，优选二次人工时效处理的时间为12～20h。