CN103509971A - 一种熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，合金化学成分的重量百分比为：Ni 10-13％、Al 5-7％、Mg 5-7％、Cr 0.05-0.06％、Sb 0.3-0.4％、Pb 0.01-0.02％、Fe 0.03-0.04％、Bi 0.01-0.02％、Mn 0.01-0.02％、Ce 0.05-0.06％、Mo 0.03-0.04％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂，通过采用精密铸造和喷丸技术，提高了阀门管件的致密性，简化了工艺、提高了生产效率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，属于铜基合金制造领域。
背景技术
镍铜合金由于具有良好的机械性能、耐磨性、耐蚀性等，因而在阀门管件制造领域得到了广泛的运用，但鉴于镍铜合金较差的热加工性能，镍铜合金棒材的成形方式主要是铸造，但铸造成型的镍铜合金存在内部缺陷多，致密性较差，长期使用容易出现渗漏等问题，这使得铸造镍铜合金的可靠性、成品率、使用寿命、材料利用率等均受到限制；而且现有技术制备镍铜合金需经过反复的压力加工、均匀化退火，且其加工工艺复杂，致使现有的镍铜合金成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决现有技术铸造镍铜合金阀门管件内部缺陷多、致密性差问题、简化工艺、提高生产效率、降低生产成本的制作镍铜合金阀门管件的生产工艺。
为实现上述目的本发明公开了一种熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，其特征在于，合金化学成分的重量百分比为：Ni 10-13％、Al 5-7％、Mg5-7％、Cr 0.05-0.06％、Sb 0.3-0.4％、Pb 0.01-0.02％、Fe 0.03-0.04％、Bi 0.01-0.02％、Mn 0.01-0.02％、Ce 0.05-0.06％、Mo 0.03-0.04％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂，
所镍铜合金阀门管件的制备方法，包括以下步骤：根据上述镍铜合金化学成分要求进行配料，先加入纯铜锭，待纯铜锭熔化后加镍铝合金，再加镁，最后加入含其他合金元素，熔炼温度为1380-1390℃，浇注：浇铸温度为1360-1370℃，后进行脱模，得到的镍铜合金阀门管件在860-880℃下保温120-150分钟，然后在该温度进行淬火处理；冷却速率为大于30℃/秒；之后将铜合金阀门管件加热到360-380℃保温12-14小时；之后以2℃/分钟降温速率降到310-330℃，保温8-9小时，后以1℃/分钟降温速率降到270-280℃，保温4-6小时，空冷至室温，
热处理后将所述阀门管件放在喷丸设备的装载台上进行喷丸处理；装载台以6rad／min的转速匀速旋转；喷丸的喷射角在40-70°之间不断变化；喷射压力为0.2MPa；铝合金弹丸的粒径为0.1mm；喷丸时间为90分钟，得到最终阀门管件，所述铝合金弹丸合金元素组成为：Cu 6-7％，Mg 5-6％，Ti 4-5％，Si 1-2％，Sn 0.3-0.4％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂。
作为优选，化学成分重量百分比为：Ni 10.5％、Al 6％、Mg 5.5％、Cr0.055％、Sb 0.35％、Pb 0.015％、Fe 0.035％、Bi 0.015％、Mn 0.015％、Ce 0.055％、Mo 0.035％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
作为优选，化学成分重量百分比为：Ni 10％、Al 5％、Mg 5％、Cr 0.05％、Sb 0.3％、Pb 0.012％、Fe 0.03％、Bi 0.01％、Mn 0.01％、Ce 0.05％、Mo0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
作为优选，化学成分重量百分比为：Ni 13％、Al 7％、Mg 7％、Cr 0.06％、Sb 0.4％、Pb 0.02％、Fe 0.04％、Bi 0.02％、Mn 0.02％、Ce 0.06％、Mo0.04％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
作为优选，熔炼温度为1385℃，浇铸温度为1365℃。
作为优选，化学成分重量百分比为：铜合金阀门管件在370℃保温13小时；后以2℃/分钟降温速率降到320℃，保温8小时，后以1℃/分钟降温速率降到275℃，保温5小时。
作为优选，所述铝合金弹丸合金元素组成为：Cu 6.5％，Mg 5.5％，Ti 4.5％，Si 1.5％，Sn 0.35％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂。
本发明的有益效果是：本发明精密铸造镍铜合金阀门管件根据成品要求设计的模具及工艺，细化了晶粒，减少了镍铜合金内部缺陷，提高了镍铜合金的延展性能，提高了镍铜合金阀门管件的致密性，简化了工艺、提高了生产效率，降低了生产成本。
具体实施方式
实施例1：
提供一种熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，其特征在于，合金化学成分的重量百分比为：Ni 12％、Al 6％、Mg 6％、Cr 0.055％、Sb 0.35％、Pb 0.015％、Fe 0.035％、Bi 0.015％、Mn 0.015％、Ce 0.055％、Mo 0.035％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂，
所镍铜合金阀门管件的制备方法，包括以下步骤：根据上述镍铜合金化学成分要求进行配料，先加入纯铜锭，待纯铜锭熔化后加镍铝合金，再加镁，最后加入含其他合金元素，熔炼温度为1385℃，浇注：浇铸温度为1360-1370℃，后进行脱模，得到的镍铜合金阀门管件在870℃下保温140分钟，然后在该温度进行淬火处理；冷却速率为大于30℃/秒；之后将铜合金阀门管件加热到370℃保温11小时；之后以2℃/分钟降温速率降到320℃，保温8.5小时，后以1℃/分钟降温速率降到275℃，保温5小时，空冷至室温，
热处理后将所述阀门管件放在喷丸设备的装载台上进行喷丸处理；装载台以6rad／min的转速匀速旋转；喷丸的喷射角在40-70°之间不断变化；喷射压力为0.2MPa；铝合金弹丸的粒径为0.1mm；喷丸时间为90分钟，得到最终阀门管件，所述铝合金弹丸合金元素组成为：Cu 6.5％，Mg 5.5％，Ti 4.5％，Si 1.5％，Sn 0.35％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂。
实施例2：
提供一种熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，其特征在于，合金化学成分的重量百分比为：Ni 10.5％、Al 5.5％、Mg 5.5％、Cr 0.052％、Sb 0.32％、Pb 0.012％、Fe 0.032％、Bi 0.012％、Mn 0.012％、Ce 0.052％、Mo 0.032％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂，
所镍铜合金阀门管件的制备方法，包括以下步骤：根据上述镍铜合金化学成分要求进行配料，先加入纯铜锭，待纯铜锭熔化后加镍铝合金，再加镁，最后加入含其他合金元素，熔炼温度为1380℃，浇注：浇铸温度为1360℃，后进行脱模，得到的镍铜合金阀门管件在860℃下保温120分钟，然后在该温度进行淬火处理；冷却速率为大于30℃/秒；之后将铜合金阀门管件加热到360℃保温12小时；之后以2℃/分钟降温速率降到310℃，保温8小时，后以1℃/分钟降温速率降到270℃，保温4小时，空冷至室温，
热处理后将所述阀门管件放在喷丸设备的装载台上进行喷丸处理；装载台以6rad／min的转速匀速旋转；喷丸的喷射角在40-70°之间不断变化；喷射压力为0.2MPa；铝合金弹丸的粒径为0.1mm；喷丸时间为90分钟，得到最终阀门管件，所述铝合金弹丸合金元素组成为：Cu 6％，Mg 5％，Ti 4％，Si 1％，Sn 0.3％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂。
实施例3：
提供一种熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，其特征在于，合金化学成分的重量百分比为：Ni 10.6％、Al 5.6％、Mg 5.6％、Cr 0.056％、Sb 0.36％、Pb 0.016％、Fe 0.036％、Bi 0.016％、Mn 0.016％、Ce 0.056％、Mo 0.036％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂，
所镍铜合金阀门管件的制备方法，包括以下步骤：根据上述镍铜合金化学成分要求进行配料，先加入纯铜锭，待纯铜锭熔化后加镍铝合金，再加镁，最后加入含其他合金元素，熔炼温度为1390℃，浇注：浇铸温度为1370℃，后进行脱模，得到的镍铜合金阀门管件在880℃下保温150分钟，然后在该温度进行淬火处理；冷却速率为大于30℃/秒；之后将铜合金阀门管件加热到380℃保温14小时；之后以2℃/分钟降温速率降到330℃，保温9小时，后以1℃/分钟降温速率降到280℃，保温6小时，空冷至室温，
热处理后将所述阀门管件放在喷丸设备的装载台上进行喷丸处理；装载台以6rad／min的转速匀速旋转；喷丸的喷射角在40-70°之间不断变化；喷射压力为0.2MPa；铝合金弹丸的粒径为0.1mm；喷丸时间为90分钟，得到最终阀门管件，所述铝合金弹丸合金元素组成为：Cu 7％，Mg 6％，Ti 5％，Si 2％，Sn 0.4％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂。
实施例4：
提供一种熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，其特征在于，合金化学成分的重量百分比为：Ni 10.8％、Al 5.8％、Mg 5.8％、Cr 0.058％、Sb 0.38％、Pb 0.018％、Fe 0.038％、Bi 0.018％、Mn 0.018％、Ce 0.058％、Mo 0.038％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂，
所镍铜合金阀门管件的制备方法，包括以下步骤：根据上述镍铜合金化学成分要求进行配料，先加入纯铜锭，待纯铜锭熔化后加镍铝合金，再加镁，最后加入含其他合金元素，熔炼温度为1390℃，浇注：浇铸温度为1360℃，后进行脱模，得到的镍铜合金阀门管件在880℃下保温150分钟，然后在该温度进行淬火处理；冷却速率为大于30℃/秒；之后将铜合金阀门管件加热到380℃保温12小时；之后以2℃/分钟降温速率降到330℃，保温9小时，后以1℃/分钟降温速率降到280℃，保温4-6小时，空冷至室温，
热处理后将所述阀门管件放在喷丸设备的装载台上进行喷丸处理；装载台以6rad／min的转速匀速旋转；喷丸的喷射角在40-70°之间不断变化；喷射压力为0.2MPa；铝合金弹丸的粒径为0.1mm；喷丸时间为90分钟，得到最终阀门管件，所述铝合金弹丸合金元素组成为：Cu 7％，Mg 5％，Ti 5％，Si 2％，Sn 0.4％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂。
实施例5：
提供一种熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，其特征在于，合金化学成分的重量百分比为：Ni 10％、Al 5％、Mg 5％、Cr 0.05％、Sb 0.3％、Pb0.01％、Fe 0.03％、Bi 0.01％、Mn 0.01％、Ce 0.05％、Mo 0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂，
所镍铜合金阀门管件的制备方法，包括以下步骤：根据上述镍铜合金化学成分要求进行配料，先加入纯铜锭，待纯铜锭熔化后加镍铝合金，再加镁，最后加入含其他合金元素，熔炼温度为1380℃，浇注：浇铸温度为1360℃，后进行脱模，得到的镍铜合金阀门管件在880℃下保温150分钟，然后在该温度进行淬火处理；冷却速率为大于30℃/秒；之后将铜合金阀门管件加热到360℃保温14小时；之后以2℃/分钟降温速率降到330℃，保温8小时，后以1℃/分钟降温速率降到280℃，保温4-6小时，空冷至室温，
热处理后将所述阀门管件放在喷丸设备的装载台上进行喷丸处理；装载台以6rad／min的转速匀速旋转；喷丸的喷射角在40-70°之间不断变化；喷射压力为0.2MPa；铝合金弹丸的粒径为0.1mm；喷丸时间为90分钟，得到最终阀门管件，所述铝合金弹丸合金元素组成为：Cu 7％，Mg 5％，Ti 4％，Si 1％，Sn 0.3％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂。
实施例6：
提供一种熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，其特征在于，合金化学成分的重量百分比为：Ni 13％、Al 7％、Mg 7％、Cr 0.06％、Sb 0.4％、Pb0.02％、Fe 0.04％、Bi 0.02％、Mn 0.02％、Ce 0.06％、Mo 0.04％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂，
所镍铜合金阀门管件的制备方法，包括以下步骤：根据上述镍铜合金化学成分要求进行配料，先加入纯铜锭，待纯铜锭熔化后加镍铝合金，再加镁，最后加入含其他合金元素，熔炼温度为1390℃，浇注：浇铸温度为1360℃，后进行脱模，得到的镍铜合金阀门管件在880℃下保温120分钟，然后在该温度进行淬火处理；冷却速率为大于30℃/秒；之后将铜合金阀门管件加热到360℃保温12小时；之后以2℃/分钟降温速率降到330℃，保温9小时，后以1℃/分钟降温速率降到280℃，保温6小时，空冷至室温，
热处理后将所述阀门管件放在喷丸设备的装载台上进行喷丸处理；装载台以6rad／min的转速匀速旋转；喷丸的喷射角在40-70°之间不断变化；喷射压力为0.2MPa；铝合金弹丸的粒径为0.1mm；喷丸时间为90分钟，得到最终阀门管件，所述铝合金弹丸合金元素组成为：Cu 7％，Mg 6％，Ti 5％，Si 2％，Sn 0.3％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂。
Claims (7)
1.一种熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，其特征在于，合金化学成分的重量百分比为：Ni 10-13％、Al 5-7％、Mg 5-7％、Cr 0.05-0.06％、Sb0.3-0.4％、Pb 0.01-0.02％、Fe 0.03-0.04％、Bi 0.01-0.02％、Mn 0.01-0.02％、Ce 0.05-0.06％、Mo 0.03-0.04％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂，
所镍铜合金阀门管件的制备方法，包括以下步骤：根据上述镍铜合金化学成分要求进行配料，先加入纯铜锭，待纯铜锭熔化后加镍铝合金，再加镁，最后加入含其他合金元素，熔炼温度为1380-1390℃，浇注：浇铸温度为1360-1370℃，后进行脱模，得到的镍铜合金阀门管件在860-880℃下保温120-150分钟，然后在该温度进行淬火处理；冷却速率为大于30℃/秒；之后将铜合金阀门管件加热到360-380℃保温12-14小时；之后以2℃/分钟降温速率降到310-330℃，保温8-9小时，后以1℃/分钟降温速率降到270-280℃，保温4-6小时，空冷至室温，
热处理后将所述阀门管件放在喷丸设备的装载台上进行喷丸处理；装载台以6rad／min的转速匀速旋转；喷丸的喷射角在40-70°之间不断变化；喷射压力为0.2MPa；铝合金弹丸的粒径为0.1mm；喷丸时间为90分钟，得到最终阀门管件，所述铝合金弹丸合金元素组成为：Cu 6-7％，Mg 5-6％，Ti 4-5％，Si 1-2％，Sn 0.3-0.4％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂。
2.如权利要求1所述的熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，化学成分重量百分比为：Ni 10.5％、Al 6％、Mg 5.5％、Cr 0.055％、Sb 0.35％、Pb 0.015％、Fe 0.035％、Bi 0.015％、Mn 0.015％、Ce 0.055％、Mo 0.035％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
3.如权利要求1所述的熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，化学成分重量百分比为：Ni 10％、Al 5％、Mg 5％、Cr 0.05％、Sb 0.3％、Pb 0.012％、Fe 0.03％、Bi 0.01％、Mn 0.01％、Ce 0.05％、Mo 0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
4.如权利要求1所述的熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，化学成分重量百分比为：Ni 13％、Al 7％、Mg 7％、Cr 0.06％、Sb 0.4％、Pb 0.02％、Fe 0.04％、Bi 0.02％、Mn 0.02％、Ce 0.06％、Mo 0.04％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
5.如权利要求1所述的熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，熔炼温度为1385℃，浇铸温度为1365℃。
6.如权利要求1所述的熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，化学成分重量百分比为：铜合金阀门管件在370℃保温13小时；后以2℃/分钟降温速率降到320℃，保温8小时，后以1℃/分钟降温速率降到275℃，保温5小时。
7.如权利要求1或6所述的熔模铸造法制备镍铜合金阀门管件的方法，所述铝合金弹丸合金元素组成为：Cu 6.5％，Mg 5.5％，Ti 4.5％，Si 1.5％，Sn0.35％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂。
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