专利名称：Al-Cr二元中间合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及合金熔炼技术领域，具体的说是MBA-2黄铜材料中Cr元素的添加工艺 中一种Al-Cr 二元中间合金及其制备方法。
背景技术：
Cr元素在黄铜中以单质颗粒形式存在，在复杂黄铜中添加Cr可大幅度提高材料 耐磨性能，但Cr的熔点高达1857°C ，与MBA-2材料含锌量为30%的黄铜1185。C沸点的温度 差达672t:，达到沸点以后MBA-2材料不能继续提温，Cr元素在1185°C以下的温度难以实 现材料的合金化，致使Cr元素难以熔化，Cr在黄铜材料中的添加非常困难。
MBA-2属汽车同步器齿环材料中的第三代材料，材料耐磨性能优越，该材料组分中 除含有普通黄铜的基本元素Cu、Zn夕卜，还含有Al、Mn、Si、Ni、Pb、Cr等强化元素；与Al、Mn、 Si、 Ni、 Pb等元素比较，Cr元素的熔点太高。铜基材料中一般高熔点元素的添加方法是预 熔铜基二元合金的办法添加，此种方法对于Cr的添加仍很困难，其原因有两点一是Cu-Cr 中间合金中Cr的组分含量太低，一般含量仅5%，这样为达到材料预定含量的目标值，需要 使用大量的Cu-Cr中间合金；其二是Cu-Cr中间合金熔炼工艺非常复杂需先将Cu加热到 1350 1400°C ，铜液用Cu-Mg合金脱氧，将Cr破碎至2 5mm的块度并用铜箔包好分批压 入铜液中，每炉Cu-Cr中间合金熔炼时间长达4 5小时，熔炼效率十分低下，材料烧损较 大，且该方法得到的Cu-Cr中间合金在使用时需先期加入，不能作为铜合金变质剂、在材料 凝固时作为结晶核心、起到细化晶粒的作用，因此材料性能将会受到一定的影响。
发明内容
本发明的目的是研制一种大幅度提高Cr元素的加入效率、简化中间合金的熔炼 工艺、縮短中间合金的熔炼时间的A1-Cr 二元中间合金及其制备方法。
MBA-2材料包括以下化学元素
Cu 、 A1 、 Mn 、 Si 、 Ni 、 Fe 、 Pb 、 Cr 、 Zn 除去黄铜的基本元素Cu、 Zn，将合金元素分为两组，即Al、 Mn、 Si、 Ni、 Fe、 Pb作为 一组元素，按比例熔炼中间合金；此外，Al元素预留一定的份额与Cr另行组成Al-Cr 二元 中间合金，所述的预留份额是制备MBA-2材料所需Al总质量的50 60%。
所述A1-Cr 二元中间合金，其组分重量百分比如下
Al 70-90
Cr 10-30。 —种Al-Cr 二元中间合金的制备方法，其步骤如下 ①按上述重量比例取Cr块和Al锭，Cr块块度破碎至30mm以内，取1/3重量的Al 锭放入电炉升温熔化； ②当Al液颜色发白时，即温度125CTC以上时，分批加入步骤①所得Cr块，并用 搅拌棒搅拌，确认Cr全部熔化后加入步骤①剩余的Al锭，继续升温，调整温度至1300 135(TC，搅拌均匀； ③除渣后即浇注成型。 本发明Al-Cr 二元中间合金及其制备方法的优点是 (1)本发明大幅度提高了中间合金中Cr的含量，提高了中间合金的使用效率；而 黄铜的加Cr方法，Cu-Cr合金中Cr的含量仅能达到5% ，过高Cr的加入将会造成Cr难以 熔化和吸收；用Al-Cr合金替代Cu-Cr合金后，合金中Cr的含量达到10-30% ， Cr的含量增 加幅度达到200-600%，使用效果提高非常明显； (2) Al-Cr中间合金的熔炼变得简单容易，节约能耗Cu-Cr合金的熔炼需经材料 粉碎、细颗粒Cr用铜箔包裹、电解铜的熔化控温、铜熔化脱氧、Cr的加入熔化和搅拌等过 程，Cu-Cr中间合金的熔炼时间需要4 5小时，熔炼工艺复杂，熔炼时间长，由此带来的能 耗大，材料烧损大；采用Al-Cr合金后，Cr只需要适度控制其块度，合金投料和熔化无特殊 要求，浇注前只需要检查Cr的熔化状况和调温搅拌即可，材料熔化时Al和Cr进行合金化 反应，该反应属于放热反应，反应开始后熔体温度迅速提高，极大地促进了 Cr的熔化，整个 熔炼时间只有45 50分钟，大大縮短了合金的熔炼时间，每百公斤合金可节约电耗约400 度； (3)与Cu-Cr合金相比，Al_Cr合金在黄铜熔炼中可以起到变质剂的作用，细化组 织晶粒，提高材料性能。Cu-Cr合金材料熔点高，由于含Cr比例小，加入量大，MBA-2材料 熔炼时只能随其它合金材料一起加入，这种加入方式起不到结晶核心的作用(变质)；而 Al-Cr合金加入量低，熔炼时可以最后加入，材料凝固过程中部分高熔点的游离Cr质点可 起到结晶核心的作用，大大地增加了晶粒的数量，细化晶粒度等级，从而改善了材料的各项 性能。
具体实施方式
实施例一 —种Al-Cr 二元中间合金，其组分重量百分比如下
Al 80
Cr 20。 —种Al-Cr 二元中间合金的制备方法，其步骤如下 ①按上述重量比例取Cr块和Al锭，Cr块块度破碎至30mm以内，取1/3重量的Al 锭放入电炉升温熔化； ②当A1液颜色发白时，即温度125(TC以上时，分批加入步骤①所得Cr块，并用搅 拌棒搅拌，确认Cr全部熔化后加入步骤①剩余的Al锭，继续升温，调整温度至1300°C ，搅拌 均匀； ③除渣后即浇注成型。
实施例二 —种Al-Cr 二元中间合金，其组分重量百分比如下
Al 90
Cr 10。 —种Al-Cr 二元中间合金的制备方法，其步骤如下
①按上述重量比例取Cr块和Al锭，Cr块块度破碎至30mm以内，取1/3重量的Al 锭放入电炉升温熔化； ②当A1液颜色发白时，即温度125(TC以上时，分批加入步骤①所得Cr块，并用搅 拌棒搅拌，确认Cr全部熔化后加入步骤①剩余的Al锭，继续升温，调整温度至1350°C ，搅拌 均匀； ③除渣后即浇注成型。
实施例三 —种Al-Cr 二元中间合金，其组分重量百分比如下
Al 70
Cr 30。 —种Al-Cr 二元中间合金的制备方法，其步骤如下 ①按上述重量比例取Cr块和Al锭，Cr块块度破碎至30mm以内，取1/3重量的Al 锭放入电炉升温熔化； ②当A1液颜色发白时，即温度125(TC以上时，分批加入步骤①所得Cr块，并用搅 拌棒搅拌，确认Cr全部熔化后加入步骤①剩余的Al锭，继续升温，调整温度至1320°C ，搅拌 均匀； ③除渣后即浇注成型。 本发明根据Al-Cr的重量百分比配比不同，不限于以上实施例，在允许的范围内 可以实现多个实施例。
权利要求
一种Al-Cr二元中间合金，其特征在于其组分重量百分比如下Al70-90Cr10-30。
2. —种Al-Cr 二元中间合金的制备方法，其特征在于其步骤如下① 按组分重量百分比称取Cr块和Al锭，Cr块块度破碎至30mm以内，取1/3重量的Al 锭放入电炉升温熔化；② 当A1液颜色发白时，即温度125(TC以上时，分批加入步骤①所得Cr块，并用搅拌棒 搅拌，确认Cr全部熔化后加入步骤①剩余的Al锭，继续升温，调整温度至1300 1350°C， 搅拌均匀；③ 除渣后即浇注成型。
全文摘要
一种Al-Cr二元中间合金及其制备方法，所述Al-Cr二元中间合金，其组分重量百分比Al∶Cr为70-90∶10-30。其优点是大幅度提高了中间合金中Cr的含量，Cr的含量增幅达到200-600％，提高了中间合金的使用效率；Al-Cr中间合金的熔炼变得简单容易，节约能耗，整个熔炼时间只有45～50分钟，大大缩短了合金的熔炼时间，每百公斤合金可节约电耗约400度；与Cu-Cr合金相比，Al-Cr合金在黄铜熔炼中可以起到变质剂的作用，细化组织晶粒，提高材料性能。
文档编号C22C21/00GK101775526SQ20101012124
公开日2010年7月14日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者乐大志, 叶甲旺, 姚联, 尹光辉, 张士忠, 王庆华 申请人:武汉泛洲中越合金有限公司