本发明属于合金
技术领域：
，具体涉及一种阀门用铜合金及阀门制备方法。
背景技术：
：铜合金阀门是阀门中的一种，由于其具有耐腐蚀性强的特点，因此铜合金在阀门以及阀用零件上得到了充分应用，在很多领域起到关键的作用，但铜阀门也存在着一些缺陷，如：耐摩损能力低，强度低，不能耐激冷激热，导致阀门的使用寿命较短且应用场景受限较多。技术实现要素：针对上述问题，本发明提出了一种阀门用铜合金及阀门制备方法，采用本发明获得的阀门用铜合金以及用该合金制作的阀门抗腐蚀、耐磨损、切削性能好、安全性高、耐激冷激热，冷热加工性能较好，可以适用于各种应用环境。本发明所述的一种阀门用铜合金，其包括强化剂和基础原料，所述铜合金通过强化剂对基础原料强化获得；以质量百分比计，所述基础原料的组成为：bi0.8-1.0%，zn10-20%，nb0.5-1%，zr1-5%，ni0.3-0.8%，sn0.2-0.7%，c0.5-1%，余量为铜及不可避免的杂质；所述强化剂选自碳化硅。所述强化剂与基础原料的质量比为1-10：100。所述强化剂粒径为3-5微米。本发明还提出一种阀门的制备方法，采用上述的阀门用铜合金，其具体步骤为：（1）按比例称取基础原料以及强化剂，备用；（2）熔炼：先加入40～45%的纯铜锭，待纯铜锭熔化后加热到1200～1300℃，然后依次加入bi、zn、sn、nb、c，搅拌均匀后恒温10～15min；再依次加入zr、ni以及余量的纯铜锭，搅拌均匀后升温至1300～1350℃下熔炼15～20min，得到熔炼的混合液；在熔炼的同时将强化剂预热至500-600℃，并将其加入混合液中；（3）浇注：将步骤（2）中得到的混合液，浇注到阀门模具中，将模内铸件冷却到1000±10℃，打开模具，取出成型毛坯，然后在4～6min内冷却到300℃-200℃，然后空冷至室温，即得到铜合金阀门。步骤（2）中，所述阀门模具内刷涂碲粉；所述碲粉用量为基础原料用量的5wt%-10wt%。本发明中，碳的加入提高了材料的热强性、可焊性和冷变形工艺性能，同时使得镍基本以固溶体形式存在，镍能提高产品强度，提高耐磨性能；强化粒子的加入有效的提高了耐磨性，而且si元素的引入能提高脆硬相浓度，增强切削性能和合金耐腐蚀性能；铌是强碳化物形成元素，铌碳化物以弥散颗粒分布，阻止滑移变形过程的进行和碳化物聚集长大，阻止晶粒长大，从而细化组织，另外铜合金在使用过程中，遇酸在表面能形成一层富集cu、nb等元素的钝化膜，因而具有较高的耐硫酸露点腐蚀性能；少量的锆即可有效地提高强度和硬度；bi可以改善铌碳化物与铜基体的润湿性，使铌碳化物颗粒很好的与铜基体进行融合，进一步增加铜合金的耐摩擦能力和强度，而且bi在一定程度上能够起到替代铅的作用，使得黄铜中不含铅，更加环保友好。sn与cu、nb共同作用可提高合金的耐酸腐蚀性，并且添加少量的sn，可以节省昂贵的ni；碲作为主要合金元素，起到提高切削性能的目的，因为金属te会以单质在晶界或晶内存在，同时也会形成cu2te金属化合物，从而可以提高切削过程中的断削率，即切削性得到提高，同时不会引起材料导电率降低；本发明将阀门模具内刷涂碲粉，然后将熔炼的混合液倒入模具中，一定程度上避免了碲的烧损，而且当碲加入熔化的金属液中时，可激起剧烈反应，促使金属液在很短的时间内去氧完毕，使金属液急剧冷却，凝固速度大大加快，从而阻止获得致密的铸件，从而进一步提高了产品的耐高温、耐冲击、耐磨损、耐激冷激热性能。采用本发明获得的阀门用铜合金以及用该合金制作的阀门抗腐蚀、耐磨损、切削性能好、安全性高、耐激冷激热，冷热加工性能较好，可以适用于各种应用环境。具体实施方式实施例1一种阀门用铜合金，所述铜合金包括强化剂和基础原料，所述铜合金通过强化剂对基础原料强化获得；以质量百分比计，所述基础原料的组成为：bi0.8%，zn15%，nb0.6%，zr1%，ni0.8%，sn0.2%，c1%，余量为铜及不可避免的杂质；所述强化剂选自碳化硅。所述强化剂与基础原料的质量比为10：100。所述强化剂粒径为3-5微米。一种阀门的制备方法，采用上述所述的阀门用铜合金，其具体步骤为：（1）按比例称取基础原料以及强化剂，备用；（2）熔炼：先加入45%的纯铜锭，待纯铜锭熔化后加热到1300℃，然后依次加入bi、zn、sn、nb、c，搅拌均匀后恒温15min；再依次加入zr、ni以及余量的纯铜锭，搅拌均匀后升温至1350℃下熔炼15min，得到熔炼的混合液；在熔炼的同时将强化剂预热至500℃，并将其加入混合液中；（3）浇注：将步骤（2）中得到的混合液，浇注到阀门模具中，将模内铸件冷却到1000±10℃，打开模具，取出成型毛坯，然后在4～6min内冷却到200℃，然后空冷至室温，即得到铜合金阀门。步骤（2）中，所述阀门模具内刷涂碲粉；所述碲粉用量为基础原料用量的5wt%。实施例2一种阀门用铜合金，所述铜合金包括强化剂和基础原料，所述铜合金通过强化剂对基础原料强化获得；以质量百分比计，所述基础原料的组成为：bi1.0%，zn20%，nb1%，zr5%，ni0.5%，sn0.5%，c0.5%，余量为铜及不可避免的杂质；所述强化剂选自碳化硅。所述强化剂与基础原料的质量比为1：100。所述强化剂粒径为3-5微米。一种阀门的制备方法，采用上述所述的阀门用铜合金，其具体步骤为：（1）按比例称取基础原料以及强化剂，备用；（2）熔炼：先加入40%的纯铜锭，待纯铜锭熔化后加热到1200℃，然后依次加入bi、zn、sn、nb、c，搅拌均匀后恒温10min；再依次加入zr、ni以及余量的纯铜锭，搅拌均匀后升温至1350℃下熔炼20min，得到熔炼的混合液；在熔炼的同时将强化剂预热至600℃，并将其加入混合液中；（3）浇注：将步骤（2）中得到的混合液，浇注到阀门模具中，将模内铸件冷却到1000±10℃，打开模具，取出成型毛坯，然后在4～6min内冷却到300℃，然后空冷至室温，即得到铜合金阀门。步骤（2）中，所述阀门模具内刷涂碲粉；所述碲粉用量为基础原料用量的10wt%。实施例3一种阀门用铜合金，所述铜合金包括强化剂和基础原料，所述铜合金通过强化剂对基础原料强化获得；以质量百分比计，所述基础原料的组成为：bi0.9%，zn10%，nb0.5%，zr3%，ni0.3%，sn0.2%，c0.8%，余量为铜及不可避免的杂质；所述强化剂选自碳化硅。所述强化剂与基础原料的质量比为5：100。所述强化剂粒径为3-5微米。一种阀门的制备方法，采用上述所述的阀门用铜合金，其具体步骤为：（1）按比例称取基础原料以及强化剂，备用；（2）熔炼：先加入45%的纯铜锭，待纯铜锭熔化后加热到1300℃，然后依次加入bi、zn、sn、nb、c，搅拌均匀后恒温10min；再依次加入zr、ni以及余量的纯铜锭，搅拌均匀后升温至1350℃下熔炼20min，得到熔炼的混合液；在熔炼的同时将强化剂预热至500℃，并将其加入混合液中；（3）浇注：将步骤（2）中得到的混合液，浇注到阀门模具中，将模内铸件冷却到1000±10℃，打开模具，取出成型毛坯，然后在4～6min内冷却到200℃，然后空冷至室温，即得到铜合金阀门。步骤（2）中，所述阀门模具内刷涂碲粉；所述碲粉用量为基础原料用量的10wt%。实施例4一种阀门用铜合金，所述铜合金包括强化剂和基础原料，所述铜合金通过强化剂对基础原料强化获得；以质量百分比计，所述基础原料的组成为：bi1.0%，zn16%，nb0.8%，zr2%，ni0.4%，sn0.7%，c0.9%，余量为铜及不可避免的杂质；所述强化剂选自碳化硅。所述强化剂与基础原料的质量比为8：100。所述强化剂粒径为3-5微米。一种阀门的制备方法，采用上述所述的阀门用铜合金，其具体步骤为：（1）按比例称取基础原料以及强化剂，备用；（2）熔炼：先加入40%的纯铜锭，待纯铜锭熔化后加热到1200℃，然后依次加入bi、zn、sn、nb、c，搅拌均匀后恒温15min；再依次加入zr、ni以及余量的纯铜锭，搅拌均匀后升温至1300℃下熔炼15min，得到熔炼的混合液；在熔炼的同时将强化剂预热至500℃，并将其加入混合液中；（3）浇注：将步骤（2）中得到的混合液，浇注到阀门模具中，将模内铸件冷却到1000±10℃，打开模具，取出成型毛坯，然后在4～6min内冷却到300℃℃，然后空冷至室温，即得到铜合金阀门。步骤（2）中，所述阀门模具内刷涂碲粉；所述碲粉用量为基础原料用量的5wt%。表1本发明获得的铜合金性能检测结果编号抗拉强度/mpa磨损率mg/km切削性实施例17605090%实施例27405390%实施例37805890%实施例48005690%当前第1页12