一种超高温耐磨合金的成型方法技术

本发明专利技术提供了一种超高温耐磨合金的成型方法，步骤为：(1)配置原料，使得原料的组分比例关系，按照重量百分比计，为：15～25％Al、15～20％Zn、12～15％Co、10～12％Ni、3～5％Mn、3～5％Si、1％Bi、1％La，余量为Cu和不可避免的杂质；(2)于1150～1250℃下将Al‑Cu合金熔化；之后，将其余原料加入，于1550～1650℃下熔炼，保温2～3小时，然后进行浇注成型。本发明专利技术的合金具有优异的耐高温性能，可以在1150℃下，具有150～155MPa抗拉强度和87％的延伸率；同时，本发明专利技术所得合金具有优异的耐磨和耐腐蚀性能。本发明专利技术合金适用范围广，可在特殊设备上进行应用。

A molding method for super high temperature wear-resistant alloy

The invention provides a molding method for super high temperature wear-resistant alloy. The steps are as follows: (1) configuring raw materials to make the proportion of components in proportion. According to the weight percentage, 15 to 25%Al, 15 to 20%Zn, 12 to 15%Co, 10 to 12%Ni, 3 to 5%Mn, 3 to 5%Si, 1%Bi, 1%La, the allowance is Cu and inevitable miscellaneous. Quality; (2) melt Al alloy Cu alloy at 1150~1250 C; after that, the rest of the raw materials are added, melting at 1550~1650 C, heat preservation for 2~3 hours, and then casting molding. The alloy of the invention has excellent high temperature resistance and can have 150 to 155MPa tensile strength and 87% elongation at 1150 C; meanwhile, the alloy of the invention has excellent wear resistance and corrosion resistance. The alloy has wide application range and can be applied to special equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种超高温耐磨合金的成型方法
本专利技术属于合金
，具体涉及一种超高温耐磨合金的成型方法。
技术介绍
随着工程技术的不断发展，高炉、发动机等机械用材对于耐高温耐磨性能的要求越来越高，在此基础上，还要求材料具有优异的耐腐蚀性能。传统的耐高温合金主要是Ni-Cr系、Ni-Fe-Cr系及Ni-Cr-Mo系合金，这些合金一般可以在600℃的温度下承受一定的应力工作。但是，由于工程技术的发展，人们急迫需要可耐受更高温的合金材料。在此研究方向上，美国开发出的高温合金Haynes230，在1100℃下的高温强度可以达到135Pa，延伸率可达到85％，其成分为Ni-22Cr-14W-0.5Mn-0.4Si-0.02La。该合金通过W和Cr的添加，提高了基体的强度。在耐腐蚀合金的研制方面，第一款工业耐腐蚀合金为Monel400，其为Ni-Cu合金，具有优良的抗还原性酸、强碱介质和海水等腐蚀的性能。之后，人们研发出了Ni-Mo合金HastelloyA，但其缺点在于只能用于70℃下的盐酸耐腐蚀，目前已经极少使用了。在上述研究的基础上，人们开发出了多种Ni-Cr-Fe、Ni-Cr-Si和Ni-Cr-Mo合金。但是这些合金的使用温度通常很低，仅为600℃以下(如Incoloy800合金)。虽然，近十多年来，人们所制得的耐腐蚀合金的使用温度已经提高到了950～1000℃，但是仍有提高的空间，以满足更高的工程需求。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种超高温耐磨合金的成型方法，所述成型方法的步骤为：(1)配置原料，使得原料的组分比例关系，按照重量百分比计，为：30～35％Al、15～20％Zn、12～15％Co、10～12％Ni、3～5％Mn、3～5％Si、1％Bi、1％La，余量为Cu和不可避免的杂质；其中，Al和Si以Al-Cu合金的形式存在；(2)于1150～1250℃下将Al-Cu合金熔化，进行保温或者不保温；之后，将其余原料加入，于1550～1650℃下熔炼，保温2～3小时，然后进行浇注成型。本专利技术通过对于合金原料的调整，获得了一种可以在950℃下，抗拉强度达到170～175MPa，在1150℃下，抗拉强度达到150～155MPa，延伸率为87％的合金材料。通过实验验证发现，本专利技术合金在1050℃下，使用5小时、24小时、3天后，均无开裂、肉眼可见腐蚀现象。专利技术人在利用ISO10271的方法配制的酸蚀液对本专利技术所得合金进行酸蚀后，未发现有钴离子、镍离子，从这个角度来看，也可说明本专利技术的合金具有优异的耐腐蚀性能。本专利技术合金在M-2000型摩擦磨损试验机上测试合金耐磨性能时当载荷为200N时，摩擦系数为0.1736，磨损率为0.0063mg/m，表明本专利技术所的合金具有良好的耐磨性能。作为本专利技术的一个优选方案，所述原料的组分比例关系中，Ni与Mn的重量比3:1。作为本专利技术的一个优选方案，所述原料的组分比例关系中，Zn与Co的重量比为1.1:1。作为本专利技术的一个优选方案，步骤(2)中，于1150～1250℃下将Al-Cu合金熔化，进行保温1～2小时。作为本专利技术一个可选的方案，所述Zn、Ni与Mn以Zn-Ni-Mn预合金的方式加入。所述不可避免的杂质总量不高于0.02％。具体的，在所述不可避免的杂质，Fe的含量不超过0.005％。本专利技术的有益效果：本专利技术的合金具有优异的耐高温性能，可以在1150℃下，具有150～155MPa抗拉强度和87％的延伸率；同时，本专利技术所得合金具有优异的耐磨性能和耐腐蚀性能。本专利技术合金适用范围广，可在特殊设备上进行应用。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本专利技术进行进一步的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述
技术实现思路
所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1(1)配置原料，使得原料的组分比例关系，按照重量百分比计，为：15％Al、15％Zn、15％Co、12％Ni、5％Mn、3％Si、1％Bi、1％La，余量为Cu和不可避免的杂质；控制不可避免的杂质总量不高于0.02％，其中，Fe的含量不超过0.005％；其中的Al和Cu以Al-Cu合金的形式存在；(2)于1250℃下将Al-Cu合金熔化，进行保温2小时；之后，将其余原料加入，于1550℃下熔炼，保温3小时，然后进行浇注成型。对所得合金进行高温强度测试，经测试，所得合金在950℃下，抗拉强度为170MPa，在1150℃下，抗拉强度达到150MPa，延伸率为87.3％。实施例2(1)配置原料，使得原料的组分比例关系，按照重量百分比计，为：18.7％Al、20％Zn、13.2％Co、10％Ni、4％Mn、4.4％Si、1％Bi、1％La，余量为Cu和不可避免的杂质；控制不可避免的杂质总量不高于0.02％，其中，Fe的含量不超过0.005％；其中的Al和Cu以Al-Cu合金的形式存在；(2)于1250℃下将Al-Cu合金熔化，进行保温2小时；之后，将其余原料加入，于1550℃下熔炼，保温3小时，然后进行浇注成型。对所得合金进行高温强度测试，经测试，所得合金在950℃下，抗拉强度为172MPa，在1150℃下，抗拉强度达到155MPa，延伸率为87％。实施例3(1)配置原料，使得原料的组分比例关系，按照重量百分比计，为：18.7％Al、15.4％Zn、14％Co、12％Ni、3％Mn、3％Si、1％Bi、1％La，余量为Cu和不可避免的杂质；控制不可避免的杂质总量不高于0.02％，其中，Fe的含量不超过0.005％；其中的Al和Cu以Al-Cu合金的形式存在；(2)于1250℃下将Al-Cu合金熔化，进行保温2小时；之后，将其余原料加入，于1550℃下熔炼，保温3小时，然后进行浇注成型。对所得合金进行高温强度测试，经测试，所得合金在950℃下，抗拉强度为175MPa，在1150℃下，抗拉强度达到155MPa，延伸率为87％。实施例4(1)配置原料，使得原料的组分比例关系，按照重量百分比计，为：25％Al、15.4％Zn、14％Co、10.7％Ni、4.8％Mn、4.4％Si、1％Bi、1％La，余量为Cu和不可避免的杂质；控制不可避免的杂质总量不高于0.02％，其中，Fe的含量不超过0.005％；其中的Al和Cu以Al-Cu合金的形式存在；(2)于1250℃下将Al-Cu合金熔化，进行保温2小时；之后，将其余原料加入，于1550℃下熔炼，保温3小时，然后进行浇注成型。对所得合金进行高温强度测试，经测试，所得合金在950℃下，抗拉强度为174MPa，在1150℃下，抗拉强度达到154MPa，延伸率为87％。对照例1除了不添加Bi之外，其余与实施例3一致。对照例2除了Ni的添加量为15％，Bi的添加量为0.8％，Si的添加量为5.5％之外，其余与实施例3一致。实验例1对实施例3、对照例1和对照例2所得合金进行耐磨和耐腐蚀方面的测试。耐磨实验采用M-2000型摩擦磨损试验机进行，经测试，实施例3所得合金在载荷为200N时，摩擦系数为0.1736，磨损率为0.0063mg/m；而对照例1和对照例2的磨损率高达0.122mg/m和0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高温耐磨合金的成型方法，其特征在于，所述成型方法的步骤为：(1)配置原料，使得原料的组分比例关系，按照重量百分比计，为：15～25％Al、15～20％Zn、12～15％Co、10～12％Ni、3～5％Mn、3～5％Si、1％Bi、1％La，余量为Cu和不可避免的杂质；其中，Al和Cu以Al‑Cu合金的形式存在；(2)于1150～1250℃下将Al‑Cu合金熔化，进行保温或者不保温；之后，将其余原料加入，于1550～1650℃下熔炼，保温2～3小时，然后进行浇注成型。

【技术特征摘要】
1.一种超高温耐磨合金的成型方法，其特征在于，所述成型方法的步骤为：(1)配置原料，使得原料的组分比例关系，按照重量百分比计，为：15～25％Al、15～20％Zn、12～15％Co、10～12％Ni、3～5％Mn、3～5％Si、1％Bi、1％La，余量为Cu和不可避免的杂质；其中，Al和Cu以Al-Cu合金的形式存在；(2)于1150～1250℃下将Al-Cu合金熔化，进行保温或者不保温；之后，将其余原料加入，于1550～1650℃下熔炼，保温2～3小时，然后进行浇注成型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料的组...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清杰，
申请(专利权)人：四川航天职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川,51