本发明专利技术公开了一种镍铜铌合金材料及其在高强度细长轴中的应用，所述的一种镍铜铌合金材料按质量百分比核算，其配方组成为：Ni：65%-70%，Cu：25%-33%，Nb：1.0%-2.0%，Fe：0.5%-1.5%，Mn：0.5%-1.5%，Si：0%-1.5%，Ti：0.3%-1.0%，C：0%-0.25%。按照蒙乃尔合金铸锭工艺，开炉注锭；再把铸锭按照高强度细长轴拉伸工艺制作出各种高强度细长轴，包括潜油电泵泵轴、分离器轴、保护器轴。与传统的利用高强度蒙乃尔合金材料K500制作高强度细长轴相比，应用这种镍铜铌合金材料制作的各种高强度细长轴对应的各项机械强度更好，且拉伸成品率与K500基本持平。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种镍铜铌合金材料及其在高强度细长轴中的应用，所述的一种镍铜铌合金材料按质量百分比核算，其配方组成为：Ni：65%-70%，Cu：25%-33%，Nb：1.0%-2.0%，Fe：0.5%-1.5%，Mn：0.5%-1.5%，Si：0%-1.5%，Ti：0.3%-1.0%，C：0%-0.25%。按照蒙乃尔合金铸锭工艺，开炉注锭；再把铸锭按照高强度细长轴拉伸工艺制作出各种高强度细长轴，包括潜油电泵泵轴、分离器轴、保护器轴。与传统的利用高强度蒙乃尔合金材料K500制作高强度细长轴相比，应用这种镍铜铌合金材料制作的各种高强度细长轴对应的各项机械强度更好，且拉伸成品率与K500基本持平。【专利说明】镍铜铌合金材料及其在高强度细长轴上的应用
本专利技术涉及有色金属材料成分的设计，尤其涉及一种镍铜铌合金材料的成分设计，本专利技术同时涉及该材料在潜油电泵轴上的应用，进而延伸至所有具有高强度要求的细长轴上的应用。
技术介绍
镍铜合金国际上又称Monel (蒙乃尔合金)，中国目前还没有制定镍铜合金的标准，均采用国外标准。蒙乃尔合金按其牌号和性能，可分为两大类，一类是普通型，以MoneWOO为代表，另一类是高强度蒙乃尔合金，以K500为典型；其中K500是在Monel400的基础上发展而来的，其抗拉强度较Monel400大幅度提升，关键在于其成分的改变调整，增加了 2.5%左右的铝，铝是固溶强化合金性能的主要元素之一，元素铝的加入，对蒙乃尔合金的强度起到显著的提升作用，因此传统潜油电泵轴的制作材料以K500为主。随着全球深井钻油行业的发展，潜油电泵关键部件中轴的消耗也大幅增加，特别是随着石油钻采环境和条件的日益恶化，潜油电泵工作过程中各种轴的使用寿命变得越来越短。在K500中，铝元素的加入，除了对强度起到提升作用外，对产品的延伸率却是降低的，当铝元素加入过量，虽然材料强度进一步提高，但是材料的拉伸成型性能大幅下降，拉伸报废率高，不能满足正常的生产需要。因此开发一种强度更高、且具有一定延伸率、便于轴拉伸成型的合金材料成为潜油电泵轴用材料发展的迫切要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种镍铜铌合金材料并将其应用于拉伸成型高强度细长轴，这种材料具有机械强度高且便于拉伸成型，用于潜油电泵轴的制作，各项性能符合潜油电泵各类轴的要求，也可应用于其他各类高强度的细长轴中。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案。在普通型蒙乃尔合金材料成分的基础上，加入具有固溶强化合金效果的铌，根据材料成分对材料性能的影响，设计出多个材料成分配比，分别按照蒙乃尔合金铸锭工艺生产出铸锭，再利用铸锭进行潜油电泵轴的拉伸制作，通过对最终成型轴的综合机械力学性能和拉伸成品率的测试比较，筛选出具有高强度且拉伸成品率高的材料配方。经过测试筛选，本专利技术确定的优选配方，按照质量百分比核算，N1:63%_70%，Cu:25%-33%，Nb:1.0-2.0%, Fe:0.5%-1.5%, Ti:0.3%-1.0%, Mn:0.5 %_1.5%, Si:0%-l.5%, C:0%-0.25%。利用本专利技术提高的优选配方，按照蒙乃尔合金铸锭工艺在真空条件下熔炼和浇注成锭，并对铸锭进行拉伸成型，制作出潜油电泵的泵轴等高强度细长轴。采用本技术方案后产生以下有益的效果:利用所述的一种镍铜铌合金材料配方，按照蒙乃尔合金铸锭工艺，开炉注锭，由于铌的加入，形成了一种特殊的金相结构，材料强度、硬度提高的同时，延伸率变化不大，进行各种细长轴拉伸成型加工，最终形成的细长轴具有机械强度优良且拉伸成型率高的特点，对应细长轴的抗拉强度≥ 1200MPa，屈服强度≥900MPa,延伸率≥18%，硬度276-360HB，与传统用于细长轴拉伸的K500相比，其各项综合机械力学性能更优，而二者的拉伸成型率基本持平，表明所述的一种镍铜铌合金材料应用在高强度细长轴上，各项机械力学性能较传统材料K500要好，且拉伸成型率高，能够更好的满足生产和市场的需要。【具体实施方式】本专利技术实施例提供了一种镍铜铌合金材料及其在高强度细长轴上的应用的三个实施方案，分述如下。方案一:一种镍铜铌合金材料及其在潜油电泵泵轴中的应用。本专利技术实施方案一中，在普通型蒙乃尔合金材料成分的基础上，加入具有固溶强化合金效果的铌，确定材料配方为=N1:63%-70%，Cu:25%-33%，Nb:1.0-2.0%，Fe:0.5%-1.5%, T1:0.3%-1.0%，Mn:0.5 %-l.5%, Si:0%-l.5%, C:0%-0.25%。按照蒙乃尔合金铸锭工艺，开炉注锭；再将铸锭通过锻、轧、拉、时效等工序制作成潜油电泵泵轴，泵轴拉伸成品率为92%，泵轴的抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度等各项综合机械性能和利用K500生产的泵轴对比如表一， 表一:【权利要求】1.一种镍铜铌合金材料，其特征在于，按质量百分比核算，其配方组成为:Ni:65%-70%，Cu:25%-33%, Nb:1.0%-2.0%, Fe:0.5%-1.5%, Mn:0.5 %_1.5%, Si:0%-1.5%, Ti:0.3%-1.0%, C:0%-0.25%。2.根据权利要求1的一种镍铜铌合金材料，按照蒙乃尔合金铸锭工艺在真空条件下熔炼和浇注成锭。3.根据权利要求1的一种镍铜铌合金材料，可以广泛应用于各种高强度细长轴，包括潜油电泵泵轴、保护器轴 、分离器轴和其他高强度细长轴。【文档编号】C22C19/03GK103526076SQ201310469470【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日 【专利技术者】宋其通, 王为学, 宋相宇 申请人:浙江振兴石化机械有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镍铜铌合金材料，其特征在于，按质量百分比核算，其配方组成为：Ni：65%?70%，Cu：25%?33%，Nb：1.0%?2.0%，Fe：0.5%?1.5%，Mn：0.5?%?1.5%，Si：0%?1.5%，Ti：0.3%?1.0%，C：0%?0.25%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宋其通，王为学，宋相宇，
申请(专利权)人：浙江振兴石化机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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