[发明专利]一种高强度耐磨复杂铜合金及其制备方法

摘要

一种高强度耐磨复杂铜合金材料及其制备方法，其组分重量百分比如下：Cu63～66；Al4.5～6.0；Mn7.0～8.5；Si1.0～2.0；Fe0.5～1.5；Pb0.3～0.8；Ni＜0.5；Sn＜0.5；Zn余量。其优点是：该材料具有良好的综合机械性能，加工的齿环磨耗性能优异，材料制作成本相对较低；金属Al增强材料基体的强度；金属Mn、Si形成高硬度耐磨的Mn₅Si₃强化相，提高耐磨性能；金属Pb有效改善铸造黄铜的切削加工性能，提高耐磨性；四元中间合金通过合金化，合金熔点低于其中高熔点元素熔点，提高熔化效率。

主权项

一种高强度耐磨复杂铜合金材料，其组分重量百分比如下：Cu 63～66；Al 4.5～6.0；Mn 7.0～8.5；Si 1.0～2.0；Fe 0.5～1.5；Pb 0.3～0.8；Zn 余量；所述高强度耐磨铜合金机械性能的抗拉强度为700MPa，延伸率为8％，磨耗性能可以稳定的控制在0.3mm以内；所述高强度耐磨复杂铜合金材料的制备步骤如下：分别准备Cu、Zn、Pb及制备四元中间合金备用；将炉膛清理干净，先加入部分屑料及助熔剂熔化，再加入四元中间合金、Cu，升温熔炼，继续加入成型回炉料；上述材料熔化后，加冰晶石除渣一次；继续加剩余的屑料，每次加屑料时加助熔剂及成型回炉料，预留100kg降温，升温熔炼，沸腾2分钟；捞净浮渣后加木炭覆盖，加降温料，然后加入Zn、Pb材料，继续升温熔化；材料全部熔化完后，升温沸腾2～3分钟，加入精炼剂搅拌，静置，除渣，除渣后加木炭覆盖；升温到1130℃以上，静置，取样，调整成分，直至各元素在材料规定的管理幅范围内，成分合格；调整温度至1130～1180℃，半连续铸造生产铸锭；将所得铸锭切断至一定长度挤压锭，热挤压生产所需规格管材；所述四元中间合金，其组份重量百分比如下：所述四元中间合金的制备方法，其步骤如下：1)先放1/4～1/3的铝(Al)到炉内，周围放铁(Fe)块或边角余料；2)升温熔化，待铝(Al)、铁(Fe)全部熔化后，放入剩余1/2的铝(Al)锭，周围放硅(Si)，升温熔化；3)硅(Si)熔化后，升温，待熔液颜色变浅后，加入金属锰(Mn)，边加Mn边加入精炼剂；4)当锰(Mn)熔化后加入剩余铝(Al)锭进行熔化；5)待全部熔化后，保温15～25min，保温温度保持在1200～1350℃之间，保证高熔点金属能全部熔化；然后静置，搅拌除渣；6)准备浇注及浇注中间合金锭；所述步骤3）中的精炼剂加入比例为每次加锰(Mn)的1％。