一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料及其制备方法，将铝、铁、锰、镍、磷、锡和铜加热熔化；将或铈添加到合金溶液中，得到二混合金溶液；将碳化硅加到二混合金溶液中，得到三混合金溶液；将三混溶液转移至铸造保温炉中，静止并取样检测，成份合格后，结晶；铸造合金锭；将铸造完成的合金锭低温处理后冷却。本发明专利技术在传统青铜材料中加入碳化硅陶瓷颗粒，提高铸造合金材料的硬度；通过镧或铈，进一步细化改善径粒组织结构，从而使材料在不需要进一步锻打或者热处理的前提下，即可实现合金材料的强度和硬度。避免了原有合金材料因锻打而产生的开裂情况，减少了材料在铸造过程中产生的气孔率，节约了生产成本，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料及其制备方法
本专利技术涉及合金材料
，尤其涉及一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料及其制备方法。
技术介绍
青铜材料具有良好的延展性和可锻性等性能，因此其应用较为广泛，其主要应用于核电汽轮机的
中，具体是用于锻打成型各类阀块、耐磨泵块。但是，随着核电工业的大力发展，市场需求更多、更优的材料，由于锻打处理产生的缺陷，使得目前所使用的青铜锭已越来越不能满足国内外高标泵阀类合金锭的需求。另外，由于材料内部结构的原因，通过翻砂铸造的青铜材料，极易产生气孔表面夹杂，不易二次成型。基于此，现有技术仍然有待改进。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提出一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料及其制备方法，以解决现有技术的问题。一方面，本专利技术实施例所公开的用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，该合金材料组分包含：碳化硅、铝、铁、锰、镍、镧或铈、磷、锡，余量铜。进一步地，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅1-2.5％、铝9-11％、铁1-3％、锰1-2％、镍4-6％、镧或铈1-2％、磷0.1-0.5％、锡6-8％，余量为铜。进一步地，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅1％、铝11％、铁3％、锰2％、镍6％、镧2％、磷0.5％、锡8％，余量为铜。进一步地，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅2.5％、铝9％、铁1％、锰1％、镍4％、镧1％、磷0.1％、锡6％，余量为铜。进一步地，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅1.8％、铝10％、铁2％、锰1.5％、镍5％、镧1.5％、磷0.3％、锡7％，余量为铜。进一步地，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅1％、铝11％、铁3％、锰2％、镍6％、铈2％、磷0.5％、锡8％，余量为铜。进一步地，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅2.5％、铝9％、铁1％、锰1％、镍4％、铈1％、磷0.1％、锡6％，余量为铜。进一步地，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅1.8％、铝10％、铁2％、锰1.5％、镍5％、铈1.5％、磷0.3％、锡7％，余量为铜。另一方面，本专利技术实施例还公开了上述的用于电力机械耐磨件的铸造合金材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：按照配比将铝、铁、锰、镍、磷、锡和铜置于工频电炉内，加热至1150度完全熔化后并保温，得到初混合金溶液；步骤二：将稀土元素镧或铈按照比例添加到正在保温的初混合金溶液当中，开启振动装置与搅拌装置，振动装置振动频率为：6次/秒；搅拌装置搅拌速率为：350转/分钟，搅拌时间为：15-20分钟，得到二混合金溶液；步骤三：将纯度在99.9％的碳化硅颗粒添加到二混合金溶液当中，同时进行再次搅拌，搅拌速率为350转/分钟；搅拌时间15-20分钟，得到三混合金溶液；步骤四：将搅拌完成的三混溶液转移至铸造保温炉当中，第三次进行搅拌，搅拌时间为5-10分钟，速率为200转/分钟；步骤五：将搅拌完成的合金溶液静止3-5分钟，并取样检测，成份合格后，采用导流管直接将熔体引入结晶器，结晶器内涂抹润滑油，炉膛内覆盖3-5cm厚度的炭黑；步骤六：用水平铸造法铸造成合金锭；步骤八：将铸造完成的合金锭，进行探伤处理，调出有缺陷的材料；将无缺陷材料放置于密闭热处理炉中进行低温处理，温度为：150-180度，处理时间为：1-2小时；步骤九：将处理完成的合金锭，置于密度为15％的盐水当中，进行瞬间冷却。进一步地，步骤六中，合金锭外径为210mm，铸造速度为3m/h，选择结晶器高度为190mm，冷却水压力为0.15MPa，引锭温度控制为1100-1130度之间；水平铸造过程中，石墨套底部外圆与结晶器壁之间的距离为10-15mm，敞露金属液面在保持一定静压力下的情况下进入结晶器，铸锭表面成微波浪状，且圆滑过渡，铸锭长度为3010mm/支。采用上述技术方案，本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术提供的用于电力机械耐磨件的铸造合金材料及其制备方法，在传统青铜材料中加入碳化硅陶瓷颗粒，用以提高铸造合金材料的硬度；并适当的添加相应的稀土元素镧或铈，用于进一步细化、改善合金内部材料的径粒组织结构，从而使材料在不需要进一步锻打或者热处理的前提下，即可实现合金材料的强度和硬度，进一步满足核电汽轮机用材料的要求。同时也避免了原有合金材料因锻打而产生的开裂情况，进一步减少了材料在铸造过程中产生的气孔率，从而节约了生产成本，提高了生产效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术实施例进一步详细说明。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。实施例1一种机车零件用青铜合金材料，其特征在于，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅1％、铝11％、铁3％、锰2％、镍6％、镧2％、磷0.5％、锡8％，余量为铜。如图1所示，制备过程为：步骤一：按照配比将铝、铁、锰、镍、磷、锡和铜置于工频电炉内，加热至1150度完全熔化后并保温。步骤二：将稀土元素镧或铈按照比例添加到正在保温的合金溶液当中，开启振动装置与搅拌装置，振动装置振动频率为：6次/秒；搅拌装置搅拌速率为：350转/分钟，搅拌时间为：15分钟。步骤三：将纯度在99.9％的碳化硅颗粒添加到合金溶液当中，同时进行再次搅拌，搅拌速率为350转/分钟；搅拌时间15分钟。步骤四：将搅拌完成的合金溶液转移至铸造保温炉当中，第三次进行搅拌，搅拌时间为5分钟，速率为200转/分钟。步骤五：将搅拌完成的合金溶液静止3分钟，并取样检测，已确定成份在设定范围之内。成份合格后，采用导流管直接将熔体引入结晶器，结晶器内涂抹润滑油，炉膛内覆盖3cm厚度的炭黑以减少氧化和生渣的机会。步骤六：用水平铸造法铸造，合金锭外径为210mm,铸造速度为3m/h，选择结晶器高度为190mm,冷却水压力为0.15MPa,引锭温度控制为1100-1130度之间。步骤七：水平铸造过程中，石墨套底部外圆与结晶器壁之间的距离约为10mm，此敞露金属液面在保持一定静压力下的情况下进入结晶器，铸锭表面成微波浪状，但比较圆滑，铸锭长度为3010mm/支。步骤八：将铸造完成的合金锭，进行探伤处理，调出有缺陷的材料；将无缺陷材料放置于密闭热处理炉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，其特征在于，该合金材料组分包含：碳化硅、铝、铁、锰、镍、镧或铈、磷、锡，余量铜。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，其特征在于，该合金材料组分包含：碳化硅、铝、铁、锰、镍、镧或铈、磷、锡，余量铜。


2.根据权利要求1所述的用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，其特征在于，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅1-2.5％、铝9-11％、铁1-3％、锰1-2％、镍4-6％、镧或铈1-2％、磷0.1-0.5％、锡6-8％，余量为铜。


3.根据权利要求1所述的用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，其特征在于，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅1％、铝11％、铁3％、锰2％、镍6％、镧2％、磷0.5％、锡8％，余量为铜。


4.根据权利要求1所述的用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，其特征在于，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅2.5％、铝9％、铁1％、锰1％、镍4％、镧1％、磷0.1％、锡6％，余量为铜。


5.根据权利要求1所述的用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，其特征在于，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅1.8％、铝10％、铁2％、锰1.5％、镍5％、镧1.5％、磷0.3％、锡7％，余量为铜。


6.根据权利要求1所述的用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，其特征在于，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅1％、铝11％、铁3％、锰2％、镍6％、铈2％、磷0.5％、锡8％，余量为铜。


7.根据权利要求1所述的用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，其特征在于，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅2.5％、铝9％、铁1％、锰1％、镍4％、铈1％、磷0.1％、锡6％，余量为铜。


8.根据权利要求1所述的用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，其特征在于，合金材料组分按重量百分比分别为：碳化硅1.8％、铝10％、铁2％、锰1.5％、镍5％、铈...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙飞，赵勇，陈静，
申请(专利权)人：苏州金仓合金新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32