一种高强度二硼化钛颗粒增强铜基复合材料及其制备方法技术

技术编号:12675287 阅读:40 留言:0更新日期:2016-01-07 19:24
本发明专利技术涉及一种用于重型装备的高强度二硼化钛颗粒增强铜基复合材料及其制备方法,该高强度二硼化钛颗粒增强铜基复合材料由如下体积百分比的组分组成:纯度>98%的高纯度二硼化钛6-9%,铜合金ZCuSn5Zn5Pb5 91-94%。制备用于重型装备的高强度二硼化钛颗粒增强铜基复合材料经过熔炼、搅拌、保温、铸造等步骤。本发明专利技术提供的用于重型装备的高强度二硼化钛颗粒增强铜基复合材料,利用高纯度二硼化钛熔点高,耐腐蚀,硬度大,热稳定性好,高温抗氧化性好等特点,使得铜合金ZCuSn5Zn5Pb5在保证其原有耐磨性及耐蚀性的同时提高其强度、硬度、滑动速率及使用年限,从而满足高强度二硼化钛颗粒增强铜基复合材料在重型装备中应用的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种铜基合金复合材料及其制备方法,特别是设及一种用于重型装备 的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料。
技术介绍
铸造方法按照国标GB/T1176-2013的标准国标铜合金Z化Sns化sPbs是一种多用 途的铸造青铜材料,它具有较好的耐磨性及耐蚀性、易加工、铸造性能好、气密性好。因此, 主要应用于制造在较高负荷、中等滑动速度(4m/s)下工作的耐磨、耐蚀零件,如轴瓦、衬 套、缸套、活塞、离合器、累件、压盖、满轮等。但是,由于铜合金Z化Sns化5化5材料自身的原 因,在重型装备中的应用受到较大限制。只有在保证其原有特性的前提下进一步提升该材 料的强度、硬度,并延长其使用年限,才能满足该材料在重型装备中应用的要求。 二棚化铁是一种具有六方晶体结构的灰色或灰黑色的粉末或晶体材料;烙点是 2980°C,密度是4. 52g/cm3。它具有很高的硬度,在空气中抗氧化溫度能达到1000°C,在 HCl(盐酸)和HF(氨氣酸)中稳定,具有优良的热稳定性、抗氧化性能及导电性能;主要用 于导电陶瓷材料,陶瓷切削刀具及模具,复合陶瓷材料,侣电解槽阴极涂层材料及侣、铁、铜 等金属材料的强化剂。 综上,利用二棚化铁烙点高,耐腐蚀,硬度大,热稳定性好,高溫抗氧化性好的优 点,克服了铜合金Z化Sns化5化5强度、硬度、滑动速度性能较低的缺点,将二棚化铁与铜合金 Z化Srig化5化5制备成复合材料在保证铜合金Z化SnsZngPbg原有耐磨性及耐蚀性的同时提高 其强度、硬度、滑动速率及使用年限,从而满足高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料在重 型装备中应用的要求。【
技术实现思路
】[000引本专利技术的目的在于,通过改进高纯度二棚化铁和铜合金Z化SnsZnsPbs之间体积配 比W及制备条件,提供一种有效提高铜合金Z化Sns化5化5强度、硬度、滑动速率及使用年限 的用于重型装备的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料及其制备方法。 为实现上述专利技术目的,本专利技术所提供的技术方案是: -种用于重型装备的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料,由如下体积百分比 的组分组成:纯度> 98%的高纯度二棚化铁6-9%,铜合金Z化Sns化5Pbs91-94%。 优选地,本专利技术的用于重型装备的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料,由如 下体积百分比的组分组成:纯度> 98%的高纯度二棚化铁6%,铜合金Z化Sns化5化日94%。 优选地,本专利技术的用于重型装备的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料,由如 下体积百分比的组分组成:纯度> 98%的高纯度二棚化铁7%,铜合金Z化Sns化5化日93%。 优选地,本专利技术的用于重型装备的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料,由如 下体积百分比的组分组成:纯度> 98%的高纯度二棚化铁9%,铜合金Z化Sns化5化日91 %。 进一步地,所述铜合金Z化Sns化sPbs由如下质量百分比的组分组成:锡锭 4. 0-6. 0%,锋 4. 0-6. 0%,铅锭 4. 0-6. 0%,儀《3. 0%,杂质《I. 0%,其余为铜。 本专利技术提供一种用于重型装备的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料的制备 方法,具有W下步骤:[001引 1)制备铜合金Z化SngZngPbs,将电解铜、锡锭、锋、铅锭、儀按照上述的重量比例放 入电炉中烙炼,烙炼中铜合金液体体积小于电炉体积的99% ;烙炼溫度为1000-1100°C,时 间为5-化; 2)使用斯派克直读光谱仪对制备的铜合金Z化Sns化5Pb5液体进行成分检测,W确 定其化学组成在上述的范围之内; 3)将纯度>98 %的高纯度二棚化铁按体积百分比为6-9 %放入上述铜合金 Z化Sns化5化5液体的表面,开启工频电炉的震动装置并同时用石墨棒进行揽拌,使二者均匀 混合;进一步升高电炉溫度至1200-1250°C并保持25-30min; 4)将制作完成的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料在电炉中进行保溫,时间 为20-25min;之后采用连续铸造的方式将此高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料铸造 成棒材,铸造溫度为950-1000°C; 5)将铸造成型之后的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料进行表面车加工处 理,并按照出厂标准包装。 进一步地,步骤3中,所述高纯度二棚化铁的体积百分比为6%。 进一步地,步骤3中,所述高纯度二棚化铁的体积百分比为7%。 进一步地,步骤3中,所述高纯度二棚化铁的体积百分比为9%。 采用上述技术方案,本专利技术的有益效果有: 1.本专利技术将高纯度二棚化铁材料通过上述技术手段均匀分布在铜合金 Z化Sns化5化5材料中,利用高纯度二棚化铁烙点高,耐腐蚀,硬度大,热稳定性好,高溫抗氧 化性好的性能,弥补了铜合金ZCuS^Zn乐be材料的强度、硬度、滑动速度性能较低等缺点,在 保证原有耐磨性及耐蚀性的同时提高其强度、硬度、滑动速率及使用年限。 2.本专利技术所得到的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料,通过改变高纯度二棚 化铁和铜合金Z化Sns化sPbs的体积比,能有效的提高最终铜基复合材料的强度、硬度、滑动 速率及使用年限,从而满足高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料在重型装备中应用的要 求。【附图说明】 图1是本专利技术的用于重型装备的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料的方法 的流程图。【具体实施方式】W下结合附图及实施例对本专利技术提供的用于重型装备的高强度二棚化铁颗粒增 强铜基复合材料及其制备方法作进一步说明,但并非限制本专利技术的应用范围。 连施俩I1 本专利技术实施例1的用于重型装备的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料,由如 下体积百分比的组分组成:纯度> 98%的高纯度二棚化铁6%,铜合金Z化Sns化5Pbs94%, 其中所述铜合金Z化Sns化sPbs由如下质量百分比的组分组成:锡锭4. 0-6.O%,锋 4. 0-6. 0%,铅锭4.0-6. 0%,儀《3.0%,杂质《1.0%,其余为铜。本专利技术实施例1的用于重型装备的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料的制 备方法,具有W下步骤(如图1所示):[002引 1)制备铜合金Z化SnsZnsPbs,将电解铜、锡锭、锋、铅锭、儀按照上述的重量比例放 入电炉中烙炼,烙炼中铜合金液体体积小于电炉体积的99%;烙炼溫度为1000°C,时间为 5h; 2)使用斯派克直读光谱仪对制备的铜合金Z化Sns化5化5液体进行成分检测,W确 定其化学组成在上述的范围之内; 3)将纯度> 98%的高纯度二棚化铁按体积百分比为6%放入上述铜合金 Z化Sns化5Pb5液体的表面,开启工频电炉的震动装置并同时用石墨棒进行揽拌,使二者均匀 混合;进一步升高电炉溫度至1200°C并保持25min; 4)将制作完成的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料在电炉中进行保溫,时间 为20min;之后采用连续铸造的方式将此高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料铸造成棒 材,铸造溫度为950°C; 5)将铸造成型之后的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料进行表面车加工处 理,并按照出厂标准包装。连施俩I2 本专利技术实施例2的用于重型装备的高强度二棚化铁颗粒增强铜基复合材料,由如 下体积百分比的组分组成:纯度> 98%的高纯度二棚化铁7%,铜合金Z化本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于重型装备的高强度二硼化钛颗粒增强铜基复合材料,其特征在于,由如下体积百分比的组分组成:纯度>98%的高纯度二硼化钛6‑9%,铜合金ZCuSn5Zn5Pb5 91‑94%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:孙飞赵勇埃里克斯高登
申请(专利权)人:苏州列治埃盟新材料技术转移有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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