本申请属于合金材料,尤其涉及一种铝青铜合金细晶强化方法、铝青铜合金。
背景技术:
1、铝青铜是以铝作为主加强化元素的铜合金,其历史悠久,力学性能比黄铜、锡青铜高,含铝量在5%-7%的cu-a1二元合金一般可以冷作加工,铝含量>7%的铝青铜需要热加工,对于拉深模具和一些耐磨场合的应用,铝含量可以>14%。常用的铝青铜含铝量在5%-12%之间,应用于齿轮、轴套、螺旋桨、泵、阀体、蜗轮等高抗磨及耐蚀性的零件。
2、铝青铜的机械性能高于磷青铜,可承受重载荷的耐磨条件。由于铝青铜的摩擦系数高于磷青铜,限制了其应用于连续摩擦的工作条件中,例如轴瓦。在润滑条件下铝青铜的磨损率显著低于铅青铜及锡青铜,略高于铍青铜。在无润滑条件下由于具有低的粘结性,铝青铜与钢材配合,优异于其它铜合金。
3、然而,现有技术的铝青铜合金存在强度低和伸长率较差的问题。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种铝青铜合金细晶强化方法,旨在解决现有技术的铝青铜合金存在强度低和伸长率较差的问题。
2、本申请实施例是这样实现的,一种铝青铜合金细晶强化方法,包括:
3、在铝青铜原材料的熔炼过程中加入硼铁合金进行变质处理,得到铝青铜熔炼液;所述硼铁合金加入量为熔炼重量的0.1%-0.15%;
4、采用带有激冷材料的铸造型腔进行所述铝青铜熔炼液的浇注处理以得到铝青铜铸件;
5、在所述铝青铜铸件的凝固成型过程中,当铝青铜铸件冷却到500-700℃时进行开箱冷却处理,得铝青铜合金。
6、本申请实施例的另一目的在于一种铝青铜合金,所述铝青铜合金是由所述的铝青铜合金细晶强化方法制备得到。
7、本申请实施例提供的铝青铜合金细晶强化方法,通过在铝青铜原材料的熔炼过程中加入硼铁合金进行变质处理,以铁作为载体,更容易融入铝青铜,且能在铝青铜中形成δ粒子,并有细化晶粒的作用,相比其它变质剂作用于铝青铜,合金化的效果更好;另外,通过采用带有激冷材料的铸造型腔进行铝青铜熔炼液的浇注处理,提高铸件的过冷度,进一步改善材料的晶粒尺寸;以及在铸件凝固成型的后处理过程,为了抑制晶粒进一步长大和获得特定的相和组织,在500-700℃温度范围内开箱快速冷却,显著强化基体组织。
8、本申请通过在熔炼工序进行变质处理,造型工序加入激冷手段,冷却凝固工序通过控制温度区间快速冷却,三者联合,提供形核数量、创建过冷度的形核驱动力及晶粒生长过程的抑制技术,生产表现优异,使用本申请生产的铝青铜合金,晶粒明显小于现有工艺生产的铝青铜,其强度更高,韧性及伸长率更好,耐冲击性能及耐磨性优异。
1.一种铝青铜合金细晶强化方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的铝青铜合金细晶强化方法,其特征在于,所述激冷材料为导热率不小于70 w/(m•k)的导热材料。
3.根据权利要求1或2所述的铝青铜合金细晶强化方法,其特征在于,所述激冷材料为石墨或者碳化硅。
4.根据权利要求1所述的铝青铜合金细晶强化方法,其特征在于,所述采用带有激冷材料的铸造型腔进行所述铝青铜熔炼液的浇注处理以得到铝青铜铸件的步骤中,采用底注方式的浇注系统,铝青铜铸件顶部安放冒口,激冷材料的位置放置在铝青铜铸件的底部和侧面部位。
5.根据权利要求1所述的铝青铜合金细晶强化方法,其特征在于,所述采用带有激冷材料的铸造型腔进行所述铝青铜熔炼液的浇注处理以得到铝青铜铸件的步骤中,当所述铝青铜铸件的厚度低于100mm时,选择厚度为50-100mm的石墨或碳化硅作为激冷材料;当所述铝青铜铸件的厚度大于100mm,选择厚度大于150mm的铸钢或铸铁的铁板作为激冷材料。
6.根据权利要求1所述的铝青铜合金细晶强化方法,其特征在于,所述在铝青铜原材料的熔炼过程中加入硼铁合金进行变质处理,得到铝青铜熔炼液的步骤中,熔炼温度为1150-1200℃。
7.根据权利要求1所述的铝青铜合金细晶强化方法,其特征在于,所述在铝青铜原材料的熔炼过程中加入硼铁合金进行变质处理,得到铝青铜熔炼液的步骤中,熔炼设备为中频无芯感应电炉。
8.根据权利要求1所述的铝青铜合金细晶强化方法,其特征在于,所述采用带有激冷材料的铸造型腔进行所述铝青铜熔炼液的浇注处理以得到铝青铜铸件的步骤中,浇注处理温度为1170-1190℃。
9.根据权利要求1所述的铝青铜合金细晶强化方法,其特征在于,所述在所述铝青铜铸件的凝固成型过程中,当铝青铜铸件冷却到500-700℃时进行开箱冷却处理,得铝青铜合金的步骤中,铝含量低于11%的铝青铜铸件采用水雾冷却,铝含量大于11%的铝青铜铸件采用风扇快速冷却。
10.一种铝青铜合金,其特征在于,所述铝青铜合金是由权利要求1-9任一所述的铝青铜合金细晶强化方法制备得到。