一种用于轴瓦的连续铸造合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于轴瓦的连续铸造合金材料及其制备方法。本发明专利技术的用于轴瓦的连续铸造合金材料由如下重量百分比的组分组成：锌1.5‑3.5wt％，锡3.5‑7.5wt％，铋0.3‑1.0wt％，碳化硅0.15‑0.5wt％，氧化铝0.1‑0.5wt％，铜余量。其制备方法包括分批次熔炼、搅拌以及检验等步骤。本发明专利技术提供的用于轴瓦的连续铸造合金材料不含铅元素，在不增加成本的情况下，满足了对了该合金的环保性能的要求的同时有进一步改善了合金的切削性能和硬度，更适合于高温(400℃)情况的耐磨零部件。

A continuous casting alloy material used for bearing bush and its preparation method

The present invention relates to a continuous casting alloy material used for bearing bush and a preparation method. The present invention is used for continuous casting bearing alloy material comprises the following components in weight percentage: 1.5 3.5wt% zinc, tin 3.5 7.5wt%, 0.3 1.0wt% 0.15 bismuth silicon carbide, alumina 0.5wt%, 0.1 0.5wt%, copper residue. The preparation methods include the steps of batch smelting, mixing and testing. The invention provides a bearing shell for continuous casting of alloy material in the lead element, without increasing the cost, to meet the requirements of environmental protection and the properties of this alloy were further improved the alloy cutting performance and hardness, more suitable for high temperature (400 DEG C) of wear-resistant parts.

【技术实现步骤摘要】
一种用于轴瓦的连续铸造合金材料及其制备方法
本专利技术涉及一种合金材料及其制备方法，特别是涉及一种用于轴瓦的连续铸造合金材料及其制备方法。
技术介绍
铜合金是以铜为基加入其他元素组成的合金。现有的锡青铜材料为了实现其易切屑性能往往会添加铅元素，随着环保意识的明显提高，含铅元素的青铜合金已经不能满足国内外高端市场的要求。因此，目前需要一种既无须添加铅元素又具有良好的切削性的合金材料及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，通过改进合金材料成分及各成分间质量配比，提供一种切削性能良好并且不含铅元素的用于轴瓦的连续铸造合金材料及其制备方法。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：一种用于轴瓦的连续铸造合金材料，由如下重量百分比的组分组成：锌1.5-3.5wt％，锡3.5-7.5wt％，铋0.3-1.0wt％，碳化硅0.15-0.5wt％，氧化铝0.1-0.5wt％，铜余量。进一步地，该用于轴瓦的连续铸造合金材料由如下重量百分比的组分组成：锌2wt％，锡5wt％，铋0.7wt％，碳化硅0.3wt％，氧化铝0.2wt％，铜余量。进一步地，该用于轴瓦的连续铸造合金材料由如下重量百分比的组分组成：锌1.5wt％，锡7.5wt％，铋0.3wt％，碳化硅0.5wt％，氧化铝0.3wt％，铜余量。进一步地，该用于轴瓦的连续铸造合金材料由如下重量百分比的组分组成：锌3.5wt％，锡3.5wt％，铋0.5wt％，碳化硅0.15wt％，氧化铝0.4wt％，铜余量。进一步地，铋为纯度大于99.99％的高纯度铋。进一步地，碳化硅为粒径大于5μm，小于50μm的碳化硅颗粒。进一步地，氧化铝为粒径大于50μm，小于100μm的氧化铝颗粒。一种用于轴瓦的连续铸造合金材料的制备方法，具有以下步骤：步骤1：在常规条件下按照重量百分比将电解铜﹑锡﹑锌置于工频电炉内，加热至1180℃完全熔化后保温至1000℃；步骤2：用石墨工具将步骤1所得的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖厚度为6-10cm的高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，并保温1.2-1.5小时；步骤3：从工频电炉中取样，检验其成分及各成分重量比是否满足锌：锡：铜＝1.5-3.5：3.5-7.5：89.45-91.95，若满足则溶液合格；步骤4：按照比例将铋﹑碳化硅﹑氧化铝同时放置于坩埚炉中加热至350-400℃，时间为50-60分钟，并用石墨棒进行搅拌，搅拌速度为350r/Min，促使碳化硅均匀的分布在铋的溶液当中，搅拌完成后保温20-30分钟；步骤5：将步骤4保温完成后的碳化硅、铋和氧化铝的溶液添加到经步骤3检验合格的溶液中，再次用石墨棒进行搅拌，搅拌速度为400r/Min并加温至1100-1500℃，再次从工频电炉中取样，检验其成分及各成分重量比是否满足锌：锡：铜：铋：碳化硅：氧化铝＝1.5-3.5：3.5-7.5：89.45-91.95：0.3-1.0：0.15-0.5：0.1-0.5，若满足则溶液合格；步骤6：从经步骤5检验合格的溶液取样，待其凝固并抛光后观察金相，若晶粒组织均匀则溶液合格；步骤7：将经步骤6检验合格的溶液保温30-40分钟后，重新升温至1200℃，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为6次/秒，采用水平连铸方法铸制成外径为Φ25mm-Φ200mm，内径为Φ10mm-Φ160mm长度为500mm的空心合金管材；步骤8：用高精度车床对合金管材进行表面车削至表面公差为±0.1mm，并对合金管的两端去毛刺后包装入库。进一步地，步骤3采用斯派克直读光谱仪对从工频电炉取出的样品进行三到五次成分检验。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果为：将传统铅元素替换为铋元素，并添加纳米级碳化硅材料，按照一定的成分配比，适当的温度，通过铋的冷涨热缩性能及纳米碳化硅和氧化铝材料的高韧性和高硬度从而生产出完全能够取代含有铅元素的锡青铜。本专利技术在不增加成本的情况下，满足了对了该合金的环保性能的要求的同时有进一步改善了合金的切削性能和硬度，更适合于高温(400℃)情况的耐磨零部件。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术提供的用于轴瓦的连续铸造合金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。实施例1本专利技术实施例1的用于轴瓦的连续铸造合金材料的各组分的重量百分比为：锌2wt％，锡5wt％，铋0.7wt％，碳化硅0.3wt％，氧化铝0.2wt％，铜余量。本专利技术实施例1的用于轴瓦的连续铸造合金材料的制备方法，包括下述步骤：步骤1：在常规条件下按照重量百分比将电解铜﹑锡﹑锌置于工频电炉内，加热至1180℃完全熔化后保温至1000℃；步骤2：用石墨工具将步骤1所得的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖厚度为8cm的高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，并保温1.3小时；步骤3：从工频电炉中取样，采用斯派克直读光谱仪对从工频电炉取出的样品进行三次成分检验，检验其成分及各成分重量比是否满足锌：锡：铜＝3：6：89.9，溶液合格；步骤4：按照比例将铋﹑碳化硅﹑氧化铝同时放置于坩埚炉中加热至380℃，时间为55分钟，并用石墨棒进行搅拌，搅拌速度为350r/Min，促使碳化硅均匀的分布在铋的溶液当中，搅拌完成后保温25分钟；步骤5：将步骤4保温完成后的碳化硅、铋和氧化铝的溶液添加到经步骤3检验合格的溶液中，再次用石墨棒进行搅拌，搅拌速度为400r/Min并加温至1300℃，再次从工频电炉中取样，检验其成分及各成分重量比为锌：锡：铜：铋：碳化硅：氧化铝＝3：6：89.8：0.7：0.3：0.2，溶液合格；步骤6：从经步骤5检验合格的溶液取样，待其凝固并抛光后观察金相，晶粒组织均匀，溶液合格；步骤7：将经步骤6检验合格的溶液保温35分钟后，重新升温至1200℃，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为6次/秒，采用水平连铸方法铸制成外径为Φ25mm，内径为Φ10mm，度为500mm的空心合金管材；步骤8：用高精度车床对合金管材进行表面车削至表面公差为±0.1mm，并对合金管的两端去毛刺后包装入库。进一步地，步骤3采用斯派克直读光谱仪对从工频电炉取出的样品进行三成分检验。实施例2本专利技术实施例1的用于轴瓦的连续铸造合金材料的各组分的重量百分比为：锌1.5wt％，锡7.5wt％，铋0.3wt％，碳化硅0.5wt％，氧化铝0.3wt％，铜余量。本专利技术实施例1的用于轴瓦的连续铸造合金材料的制备方法，包括下述步骤：步骤1：在常规条件下按照重量百分比将电解铜﹑锡﹑锌置于工频电炉内，加热至1180℃完全熔化后保温至1000℃；步骤2：用石墨工具将步骤1所得的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖厚度为6cm的高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，并保温1.2小时；步骤3：从工频电炉中取样，采用斯派克直读光谱仪对从工频电炉取出的样品进行四次成分检验，检验其成分及各成分重量比为锌：锡：铜＝1.5：7.5：89.9，溶液合格；步骤4：按照比例将铋﹑碳化硅﹑氧化铝同时放置于坩埚炉中加热至350℃，时间为50分钟，并用石墨棒进行搅拌，搅拌速度为350r/Min，促使碳化硅均匀的分布在铋的溶液当中，搅拌完成后保温20分钟；步骤5：将步骤4保温完成后的碳化硅、铋和氧化铝的溶液添加到经步骤3检验合格的溶液中，再次用石墨棒进行搅拌，搅拌速度为400r/Mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于轴瓦的连续铸造合金材料，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：锌1.5‑3.5wt％，锡3.5‑7.5wt％，铋0.3‑1.0wt％，碳化硅0.15‑0.5wt％，氧化铝0.1‑0.5wt％，铜余量。

【技术特征摘要】
1.一种用于轴瓦的连续铸造合金材料，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：锌1.5-3.5wt％，锡3.5-7.5wt％，铋0.3-1.0wt％，碳化硅0.15-0.5wt％，氧化铝0.1-0.5wt％，铜余量。2.根据权利要求1所述的用于轴瓦的连续铸造合金材料，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：锌2wt％，锡5wt％，铋0.7wt％，碳化硅0.3wt％，氧化铝0.2wt％，铜余量。3.根据权利要求1所述的用于轴瓦的连续铸造合金材料，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：锌1.5wt％，锡7.5wt％，铋0.3wt％，碳化硅0.5wt％，氧化铝0.3wt％，铜余量。4.根据权利要求1所述的用于轴瓦的连续铸造合金材料，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：锌3.5wt％，锡3.5wt％，铋0.5wt％，碳化硅0.15wt％，氧化铝0.4wt％，铜余量。5.根据权利要求1-4中任一项的用于轴瓦的连续铸造合金材料，其特征在于，所述铋为纯度大于99.99％的高纯度铋。6.根据权利要求1-4中任一项的用于轴瓦的连续铸造合金材料，其特征在于，所述碳化硅为粒径大于5μm，小于50μm的碳化硅颗粒。7.根据权利要求1-4中任一项的用于轴瓦的连续铸造合金材料，其特征在于，所述氧化铝为粒径大于50μm，小于100μm的氧化铝颗粒。8.根据权利要求1-7中任一项所述用于轴瓦的连续铸造合金材料的制备方法，其特征在于，具有以下步骤：步骤1：在常规条件下按照重量百分比将电解铜﹑锡﹑锌置于工频电炉内，加热至1180℃完全熔化后保温至1000℃；步骤2：用石墨工具将步骤1所得的合金液体充分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙飞，赵勇，埃塞尔·赛，佐罗叶斯夫·丹尼斯，
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