本发明专利技术提供了一种二硼化钛颗粒增强的青铜合金材料，该青铜合金材料含有2.0～4.0质量％的Sn、6.0～9.0质量％的Zn、4.0～7.0质量％的Pb、0.5～1.5质量％的Ni，余量为Cu及不可避免的杂质，其中所述青铜合金材料进一步添加有粒径为600～900μm的二硼化钛颗粒。本发明专利技术通过使青铜合金材料含有一定量的二硼化钛颗粒，与传统青铜合金ZCuSn3Zn8Pb6Ni1相比，强度、硬度及拉伸性能均得到明显的改善，可用于海洋工程。本发明专利技术还涉及用于制造该二硼化钛颗粒增强的青铜合金材料的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种TiBz增强的铸造青铜合金W及制造该青铜合金的方法。
技术介绍
国标铜合金Z化Sn3Zn8化6Nil是一种多组分铸造青铜材料，其具有耐磨性较好、 易加工、铸造性能好、气密性好、耐腐蚀等优点。但是，由于该材料自身强度等不足，致使其 在海洋工程中的应用受到较大限制。为了扩大其在在海洋工程中的应用，需要在保证其原 有特性不受影响的前提下进一步提高该材料的强度等力学性能。 二棚化铁TiBz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，具 有高硬度、高烙点、优异的热稳定性、抗氧化性能及导电性能，在空气中抗氧化溫度能达到 1000°C，即使在盐酸和氨氣酸中也不发生化学反应，性质稳定，因此目前主要用于导电陶瓷 材料、陶瓷切削刀具及模具、复合陶瓷材料等的制造。 颗粒增强复合材料是近年来的研究热点之一。通过采用微米级别的碳化物、氮化 物、棚化物等的颗粒均匀分散于合金中能够有效改善合金的弹性模量、强度、耐磨性、高溫 强度和断裂初性。但目前未见采用采用TiBz颗粒来改善铜基合金的报道。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 本专利技术鉴于W上所述，提出了采用TiBz颗粒来增强Z化Sn3Zn8Pb6Nil铸造青通合 金材料W提高其强度等力学性能从而扩大其应用，特别是在海洋工程中的应用的课题。 具体地，本专利技术通过W下技术方案实现了所述目的： 根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种TiBz增强的铸造青铜合金，其由W下组 成：2. 0~4. 0质量％的Sn、6. 0~9. 0质量％的化、4. 0~7. 0质量％的？6、0. 5~1. 5质 量％的Ni、2. 5-4. 5质量％的TiBz，余量为化及不可避免的杂质。 根据本专利技术的一个实施例的TiBz增强的铸造青铜合金，进一步，所述TiB2粒径为 600ym~900ym，纯度超过98 %。 根据本专利技术的一个实施例的TiBz增强的铸造青铜合金，进一步，所述Sn含量为 3. 0质量％。 根据本专利技术的一个实施例的TiBz增强的铸造青铜合金，进一步，所述化含量为 7. 5质量％。 根据本专利技术的一个实施例的TiBz增强的铸造青铜合金，进一步，所述Ni含量为 1. 0质量％。 根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种用于制备如上所述的TiBz增强的铸造青 铜合金的方法，其包括如下步骤： 步骤一：称量预定质量比例的电解铜、Sn、Zn、化及Ni，并将其置于电炉中烙炼， 烙炼期间根据烙炉的体积大小控制铜合金烙体体积为烙炉体积的99%W下，烙炼溫度为 1000-1100°C，时间为 4-4. 5 小时；步骤二：检测所述铜合金烙体的成分，若成分符合要求，继续进行下面的步骤，否 则调整各元素含量再次检测，直至成分符合要求； 阳016] 步骤立：向经检验合格的铜合金烙体中加入预定质量比例的TiBz颗粒，开启工频 电炉的振动装置并进行揽拌，使其均匀混合，待均匀混合完成之后进一步升高溫度进行烙 炼，烙炼溫度为：1450-1550°C并保持烙炼时间为25-35分钟； 步骤四：将烙炼完成的合金材料进行保溫，溫度为：1200-1250°C，时间为30-35分 钟，采用连续铸造的方式在1200-1250°C的保溫溫度下将此合金铸造成合金棒材； 步骤五：将铸造完成的合金棒材进行表面加工处理包装。 根据本专利技术的一个实施例，提供了一种制备TiBz增强的铸造青铜合金的方法，进 一步，所述步骤一中所述电炉处于氣气保护气氛下。 根据本专利技术的一个实施例，提供了一种制备TiBz增强的铸造青铜合金的方法，进 一步，所述步骤=中进行所述揽拌的工具为石墨棒。 通过本专利技术，提供了一种TiBz颗粒增强的青铜合金材料，其强度与原有的国标 Z化Sn3Zn8化6Nil合金材料相比得到明显改善，可应用于要求较好的耐腐蚀性，同时需要高 强度的海洋工程中。【附图说明】 图1 :本专利技术的青铜合金的制备过程流程图。【具体实施方式】 通过如下步骤制得如下表1所示的成分的青铜合金： 步骤一：在国标GB/T1176-2013的实验条件要求称量如下表1所示的电解铜、Sn、 Zn、化及Ni，并将其置于氣气氛围保护的电炉中烙炼，烙炼期间根据烙炉的体积大小控制 铜水体积在烙炉体积的99%W下，烙炼溫度保持为l〇〇〇-ll〇〇°C，持续时间4-4. 5小时； 步骤二：采用斯派克直读光谱仪对完成烙炼的铜合金烙体进行成分检测，确定其 化学成分在考虑到误差的情况下是否在下表1要求的范围内，如果不符合要求，则调整相 应的元素含量，并重新检测，直至符合要求； 步骤=:铜合金烙体的各成分含量经检验符合要求之后，将下表1所示的质量比 例的粒径600ym的二棚化铁粉体置于铜合金烙体中，然后开启工频电炉的振动装置并用 石墨棒进行揽拌，使其均匀混合，待均匀混合完成之后进一步升高溫度至1450-1550°C并保 持25-35分钟。 步骤四：保溫与铸造，将烙炼完成的合金材料进行保溫，保溫溫度为1200-1250°C， 时间为30-35分钟，并在1200-1250°C保溫溫度下采用连续铸造的方式将此合金铸造成合 金棒材。 步骤五：将铸造完成和合金棒材进行表面车削加工处理，得到成品并按照出口免 熏蒸木箱包装的出厂标准进行包装。 阳029] 表1:青铜合金的成分及含量 另外，采用如上所述的方法制备了下述表2所示的青铜合金，其与实施例1-2的成 分相同，所不同的是，其在步骤=中所添加的TiBz粒径分别为700、800和900ym。 表2 :青铜合金的成分及含量 布氏硬度测量：分别从所得不同成分的铸锭中部，采用电火花切割的方式截取试 样，采用砂纸磨去电火花切割影响层，并进一步分别采用400目、600目、800目、1200目、 2000目砂纸打磨之后进行抛光处理，对上述合金分别采用型号为MC010-HBS-3000的布氏 硬度计测量布氏硬度。测量过程中采用的压入材料为直径10mm的泽硬钢球，施加载荷为 3000kg力，每个试样在5个不同位置测量后取平均值。 拉伸强度和拉伸率测量：从所述铸锭采用电火花切割的方式截取采用电火花切割 的方式截取拉伸试样，采用砂纸磨去电火花切割影响层，并进一步分别采用400目、600目、 800目、1200目、2000目砂纸打磨之后进行抛光处理。之后，采用WDW-500E/600E微机控制 电子万能试验机3mm/min的拉伸速率对上述合金分别测拉伸强度与拉伸率， 所述力学性能具体结果如下表3所示： 表3:不同合金的力学性能 由上表3可见，通过添加2. 5~4. 5质量％的二棚化铁能够有效提高国标 Z化Sn3Zn8Pb6Nil青铜合金的硬度、强度和拉伸率。 关于W上所述的仪器及操作步骤和参数，应理解的是，其为描述性而非限定性的， 可通过等价置换的方式在W上说明书及权利要求所述的范围内做出修改。目P，本专利技术的范 围应参照所附权利要求的全部范围而确定，而不是参照上面的说明而确定。总之，应理解的 是本专利技术能够进行多种修正和变化。 产业上的实用性 本专利技术通过向国标Z化Sn3Zn8Pb6Nil合金中添加微米量级的TiBz颗粒，有效改善 了该青铜合金的强度、硬度等力学性能，使其能够应用于海洋工程中，因此扩大了该青铜合 金的应用范围，具有广阔的应用前景。【主权项】1.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种TiB2增强的铸造青铜合金，其特征在于，由以下组分组成：2.0～4.0质量％的Sn、6.0～9.0质量％的Zn、4.0～7.0质量％的Pb、0.5～1.5质量％的Ni、2.5‑4.5质量％的TiB2，余量为Cu及不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陆海荣，孙飞，赵勇，
申请(专利权)人：苏州天兼新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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