本发明属于铜基合金技术领域,具体涉及一种耐热磨性能优的铜基合金粉末及其制备方法。
背景技术:
铜及铜基合金是人类历史上使用最早的金属材料之一,目前铜依旧是工业中非常重要的一种金属,铜合金具有高的导电性、导热性及优良的成形性,但铜合金表面的耐热磨性能较差,工程应用中常常需要进行表面改性,以增强其综合力学性能。但对铜合金表面进行时,其工艺技术难度大、耗费本高。
技术实现要素:
针对现有技术中的上述不足,本发明提供了一种耐热磨性能优的铜基合金粉末及其制备方法。
为实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种耐热磨性能优的铜基合金粉末,其特征在于,按质量百分比由以下成分组成:镍5-6.5%、铁3-6%、混合稀土0.6-1.2%、钴2-3%、钼1-2.8%、银3-5%、铬8-15%、铌:3-5%、锰1-4%,剩余为铜及不可避免的杂质。
上述耐热磨性能优的铜基合金粉末的制备方法,包括以下步骤:
(1)质量百分比分别称取镍5-6.5%、铁3-6%、混合稀土0.6-1.2%、钴2-3%、钼1-2.8%、银3-5%、铬8-15%、铌:3-5%、锰1-4%,剩余为铜及不可避免的杂质;
(2)将步聚(1)称取的铜、混合稀土、银、铬、铌、锰混匀,于1200-1300℃焙烧4-8h,然后冷却、破碎,得到粒径为70-100μm的混合粉末;
(3)将步骤(1)所得粉末投入冶炼炉中,于1200-1300℃保持2-3h,然后再加入钴粉、铁粉、铬粉、镍粉、钼粉,将温度升至1300-1500℃保持1-2h,待原料局部熔化形成熔池后,加入石墨粉,保温1-2h,然后添加0.8-1.5kg/t的造渣剂进行吹氧造渣,待造渣完毕后进行扒渣;
(4)步骤(3)所得物进行水雾化处理和脱水处理,此后将所得物置于球磨机中,在转速为150-250r/min条件下球磨4-5h,制得一种耐热磨性能优的铜基合金粉末。
上述步骤(2)中所用造渣剂通过以下方法制备得到:按配方将各组分混合,置于球磨机中,在转速为200-300r/min条件下球磨至粒径为60-100μm,制得。
上述骤(4)中水雾化条件为:出钢温度为1500-1600℃,雾化开始温度为1480-1580℃,雾化终点温度为1450-1550℃。
本发明提供的一种耐热磨性能优的铜基合金粉末及其制备方法,具有以下有益效果:
(1)混合稀土中含有硅,硅形成包含镍的硅化物,有助于强化铜基基体;同时钴与钼、硅结合生成硬质颗粒内的硅化物,可提高铜基合金的耐磨性和润滑性。
(2)本发明制备方法中首先将的铜、混合稀土、银、铬、铌、锰在特定温度下焙烧,其锰、银、硅的结合有效地保留了铜的优良性能。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂,以下对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例,本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内,本发明的有益效果将结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种耐热磨性能优的铜基合金粉末,其特征在于,按质量百分比由以下成分组成:镍6.5%、铁5%、混合稀土0.9%、钴2%、钼1.8%、银5%、铬10%、铌:5%、锰3%,剩余为铜及不可避免的杂质。
上述耐热磨性能优的铜基合金粉末的制备方法,包括以下步骤:
(1)质量百分比分别称取镍6.5%、铁5%、混合稀土0.9%、钴2%、钼1.8%、银5%、铬10%、铌:5%、锰3%,剩余为铜及不可避免的杂质;
(2)将步聚(1)称取的铜、混合稀土、银、铬、铌、锰混匀,于1280℃焙烧8h,然后冷却、破碎,得到粒径为70-100μm的混合粉末;
(3)将步骤(1)所得粉末投入冶炼炉中,于1300℃保持2h,然后再加入钴粉、铁粉、铬粉、镍粉、钼粉,将温度升至1400℃保持2h,待原料局部熔化形成熔池后,加入石墨粉,保温1h,然后添加1.5kg/t的造渣剂进行吹氧造渣,待造渣完毕后进行扒渣;
(4)步骤(3)所得物进行水雾化处理和脱水处理,此后将所得物置于球磨机中,在转速为150r/min条件下球磨5h,制得一种耐热磨性能优的铜基合金粉末。
上述步骤(2)中所用造渣剂通过以下方法制备得到:按配方将各组分混合,置于球磨机中,在转速为300r/min条件下球磨至粒径为60-100μm,制得。
上述骤(4)中水雾化条件为:出钢温度为1500℃,雾化开始温度为1580℃,雾化终点温度为1500℃。
实验表明:所制得的耐热磨性能优的铜基合金粉末的耐磨性较普通的铜基合金粉末耐磨性能升明显。
实施例2:
一种耐热磨性能优的铜基合金粉末,其特征在于,按质量百分比由以下成分组成:镍6.0%、铁5%、混合稀土0.9%、钴2.3%、钼2.5%、银3.0%、铬12.0%、铌:4.2%、锰3.2%,剩余为铜及不可避免的杂质。
上述耐热磨性能优的铜基合金粉末的制备方法,包括以下步骤:
(1)质量百分比分别称取镍6.0%、铁5%、混合稀土0.9%、钴2.3%、钼2.5%、银3.0%、铬12.0%、铌:4.2%、锰3.2%,剩余为铜及不可避免的杂质;
(2)将步聚(1)称取的铜、混合稀土、银、铬、铌、锰混匀,于1290℃焙烧7h,然后冷却、破碎,得到粒径为70-100μm的混合粉末;
(3)将步骤(1)所得粉末投入冶炼炉中,于1260℃保持2h,然后再加入钴粉、铁粉、铬粉、镍粉、钼粉,将温度升至1400℃保持2h,待原料局部熔化形成熔池后,加入石墨粉,保温1h,然后添加0.85kg/t的造渣剂进行吹氧造渣,待造渣完毕后进行扒渣;
(4)步骤(3)所得物进行水雾化处理和脱水处理,此后将所得物置于球磨机中,在转速为200r/min条件下球磨4.7h,制得一种耐热磨性能优的铜基合金粉末。
上述步骤(2)中所用造渣剂通过以下方法制备得到:按配方将各组分混合,置于球磨机中,在转速为250r/min条件下球磨至粒径为60-100μm,制得。
上述骤(4)中水雾化条件为:出钢温度为1580℃,雾化开始温度为1500℃,雾化终点温度为1500℃。
实验表明:所制得的耐热磨性能优的铜基合金粉末的耐磨性较普通的铜基合金粉末耐磨性能升明显。
实施例3
一种耐热磨性能优的铜基合金粉末,其特征在于,按质量百分比由以下成分组成:镍5.9%、铁5.0%、混合稀土0.8%、钴2.7%、钼2.3%、银3.8%、铬12.0%、铌:4.2%、锰2.6%,剩余为铜及不可避免的杂质。
上述耐热磨性能优的铜基合金粉末的制备方法,包括以下步骤:
(1)质量百分比分别称取镍5.9%、铁5.0%、混合稀土0.8%、钴2.7%、钼2.3%、银3.8%、铬12.0%、铌:4.2%、锰2.6%,剩余为铜及不可避免的杂质;
(2)将步聚(1)称取的铜、混合稀土、银、铬、铌、锰混匀,于1230℃焙烧7h,然后冷却、破碎,得到粒径为70-100μm的混合粉末;
(3)将步骤(1)所得粉末投入冶炼炉中,于1230℃保持2-3h,然后再加入钴粉、铁粉、铬粉、镍粉、钼粉,将温度升至1400℃保持1-2h,待原料局部熔化形成熔池后,加入石墨粉,保温1.2h,然后添加0.9kg/t的造渣剂进行吹氧造渣,待造渣完毕后进行扒渣;
(4)步骤(3)所得物进行水雾化处理和脱水处理,此后将所得物置于球磨机中,在转速为200r/min条件下球磨4h,制得一种耐热磨性能优的铜基合金粉末。
上述步骤(2)中所用造渣剂通过以下方法制备得到:按配方将各组分混合,置于球磨机中,在转速为290r/min条件下球磨至粒径为60-100μm,制得。
上述骤(4)中水雾化条件为:出钢温度为1590℃,雾化开始温度为1500℃,雾化终点温度为1530℃。
实验表明:所制得的耐热磨性能优的铜基合金粉末的耐磨性较普通的铜基合金粉末耐磨性能升明显。