CN104561650A - 利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，包括以下步骤：（1）配料：将原料650～700kg含铜粗锡、100～150kg精锑、200～250kg精锡混合均匀；（2）熔融：将混合均匀的物料于440～520℃下熔融，熔融后搅拌，搅拌转速为40～60r/min，搅拌时间1～2h；（3）除渣：向熔融搅拌后的物料加入2～3kg木糠和1～2kg松香，均匀搅拌，把温度降到380～400℃，除去氧化渣；（4）浇铸：将除渣后的物料注入模具，冷却后形成ZChSnSb11-6合金。本发明采用价格较为低廉的含铜粗锡作为原料，替代了精铜和部分精锡，保证质量的同时节约了成本。
Description
技术领域
本发明属于巴氏合金的生产领域，具体涉及一种利用含铜粗锡生产锡基巴氏合金的方法。
背景技术
巴氏合金是一种软基体上分布着硬颗粒相的低熔点轴承合金，具有良好的减摩性和耐磨性，是唯一适合于相对低硬度轴转动的材料，广泛用于大型船用柴油机、涡轮机、交流发电机以及其它矿山机械和大型旋转机械等。根据基体金属不同，分为铅基和锡基巴氏合金，铅基巴氏合金中含锑 1~20%，锡 5~16%，铜 0~3%，余量为铅；锡基巴氏合金含锑4~15%，铅 0~18%，铜 2~8%，余量为锡。
申请号：201310029566.2，发明名称：巴氏合金丝的冶炼工艺，公开了巴氏合金丝的冶炼工艺，即是将铜料、锑料、锡料按固定的顺序进行投料，并通过高温的冶炼和充分的搅拌，使最后冶炼出的巴氏合金在柔韧性和晶相组织方面均得到大大的提高。该专利较为笼统的介绍了巴氏合金的冶炼方法，而每种类型的合金性质不同，要生产出合格的产品需针对性的进行调整和改进。
ZchSnSb11-6为锡基巴氏合金，这类合金具有较小的线膨胀系数，良好的导热性能、工艺性能和耐蚀性，使用熔融法制备、浇铸加工成材。通常的生产模式是全部利用精锡、精铜、精锑混合熔融而成，这种利用精铜生产巴氏合金的方法，由于熔铜需要1000℃左右，熔铜过程中既耗时又耗能，熔融的铜由于较高温度与精锡与锑混合，会生成较多的氧化渣（1000千克合格合金含有40千克氧化渣），产品的直收率仅为96%，这种方法成本高，在市场竞争中不占优势。
发明内容
本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种节约成本型的利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法。
为实现上述的目的，本发明的技术方案为：
一种利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，包括以下步骤：
（1）配料：将原料按重量份数称取：650～700份含铜粗锡、100～150份精锑、200～250份精锡，混合均匀；
（2）熔融：将混合均匀的物料于440～520℃下熔融，熔融后搅拌，搅拌转速为40～60r/min，搅拌时间1～2h；
（3）除渣：以重量份计，向熔融搅拌后的物料加入2～3份的木糠和1～2份的松香，均匀搅拌，把温度降到380～400℃，除去氧化渣；
（4）浇铸：将除渣后的物料注入模具，冷却后形成ZChSnSb11-6合金。
以上所述含铜粗锡的含铜重量为9%～9.5%。
以上所述含铜粗锡的添加量为667kg，所述精锑的添加量为110kg，所述精锡的添加量为223kg。
以上所述熔融的温度为480℃。
以上所述搅拌转速为50 r/min，搅拌时间为1.5h。
以上所述木糠加入量为2份，松香加入量为1份。
以上所述除渣中，温度降到380℃。
本发明加入木糠和松香的目的是：松香的熔点为110～135℃，密度为1.060~1.085 g/cm3；利用两种物质密度以及熔点不同物理特性，把生成ZChSnSb11-6混合金属熔融后，加入微量松香搅拌，部分松香漂浮于合金熔融液表面，形成隔离层防止了熔融液表面氧化，部分松香溶于熔融液后，能够增加熔融液的流动性。加入的颗粒状木糠在合金熔融液高温状态下发生燃烧成木炭，在搅拌的作用下成粉末状分布在熔融液表面，除了方便捞除氧化渣外，还能够增加氧化渣与熔融液接触面的致密度，减少接触面在搅拌过程中与空气接触面积，防止生成过多的氧化渣。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明采用价格较为低廉的含铜粗锡作为原料，替代了精铜和部分精锡，保证质量的同时节约了成本，并且在熔融过程中，温度由1000℃降低到520℃，对时间、设备的要求大幅度下降，延长了设备的使用寿命，提高了生产效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
实施例中的原料，含铜含铜粗锡的铜质量含量为9%，其余为锡；精锡的锡质量含量为99.96%；精锑的锑质量含量为99.97%，均可从市面上购买。
实施例1：
一种利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，包括以下步骤：
（1）配料：将原料667kg含铜粗锡、110kg精锑、223kg精锡混合均匀；
（2）熔融：将混合均匀的物料于440℃下熔融，熔融后搅拌，搅拌转速为40r/min，搅拌时间1.5h；
（3）除渣：向熔融搅拌后的物料加入2kg木糠和1kg松香，均匀搅拌，把温度降到380℃，然后直接用漏勺捞去浮于熔融物料表面的氧化渣；
（4）浇铸：将除渣后的物料注入模具，冷却后形成ZChSnSb11-6合金。
实施例2：
一种利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，包括以下步骤：
（1）配料：将原料667kg含铜粗锡、110kg精锑、223kg精锡混合均匀；
（2）熔融：将混合均匀的物料于480℃下熔融，熔融后搅拌，搅拌转速为50r/min，搅拌时间1.5h；
（3）除渣：向熔融搅拌后的物料加入2kg木糠和1kg松香，均匀搅拌，把温度降到380℃，然后直接用漏勺捞去浮于熔融物料表面的氧化渣；
（4）浇铸：将除渣后的物料注入模具，冷却后形成ZChSnSb11-6合金。
实施例3：
一种利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，包括以下步骤：
（1）配料：将原料667kg含铜粗锡、110kg精锑、223kg精锡混合均匀；
（2）熔融：将混合均匀的物料于520℃下熔融，熔融后搅拌，搅拌转速为60r/min，搅拌时间1.5h；
（3）除渣：向熔融搅拌后的物料加入2kg木糠和1kg松香，均匀搅拌，把温度降到380℃，然后直接用漏勺捞去浮于熔融物料表面的氧化渣；
（4）浇铸：将除渣后的物料注入模具，冷却后形成ZChSnSb11-6合金。
实施例4：
一种利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，包括以下步骤：
（1）配料：将原料700kg含铜粗锡、150kg精锑、250kg精锡混合均匀；
（2）熔融：将混合均匀的物料于510℃下熔融，熔融后搅拌，搅拌转速为60r/min，搅拌时间1h；
（3）除渣：向熔融搅拌后的物料加入3kg木糠和2kg松香，均匀搅拌，把温度降到385℃，然后直接用漏勺捞去浮于熔融物料表面的氧化渣；
（4）浇铸：将除渣后的物料注入模具，冷却后形成ZChSnSb11-6合金。
实施例5：
一种利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，包括以下步骤：
（1）配料：将原料650kg含铜粗锡、100kg精锑、200kg精锡混合均匀；
（2）熔融：将混合均匀的物料于500℃下熔融，熔融后搅拌，搅拌转速为40r/min，搅拌时间2h；
（3）除渣：向熔融搅拌后的物料加入2kg木糠和1kg松香，均匀搅拌，把温度降到400℃，然后直接用漏勺捞去浮于熔融物料表面的氧化渣；
（4）浇铸：将除渣后的物料注入模具，冷却后形成ZChSnSb11-6合金。
实施例1-5的产品指标如表1所示：
表1
| 实施例 | Cu% | Sb% | Sn% | 其他杂质含量情况 | 延伸强度g/mm | 延伸率% | 硬度HB | 氧化渣重量（kg） |
| 1 | 5.92 | 11.03 | 82.26 | 符合标准 | 10.3 | 12.6 | 27.4 | 26.5 |
| 2 | 6.02 | 10.96 | 82.34 | 符合标准 | 11.2 | 12.8 | 28.4 | 21.5 |
| 3 | 5.86 | 11.12 | 82.16 | 符合标准 | 10.5 | 10.7 | 26.8 | 31 |
| 4 | 6.00 | 11.10 | 82.45 | 符合标准 | 10.8 | 11.7 | 27.0 | 30 |
| 5 | 5.98 | 11.08 | 82.28 | 符合标准 | 10.3 | 12.7 | 27.9 | 28 |
ZChSnSb11-6的产品行业执行标准按GB/T8740—2013，如表2和表3所示：
表2 化学元素指标要求
| 执行标准 | 牌号 | Sn% | Fe% | As% | Cu% | Bi% | Pb% | Sb% | Zn% | Al% | Cd% |
| 锡合金内控 | SnSb11Cu6 | 余 量 | 0.075 | 0.045 | 5.7-6.3 | 0.048 | 0.34 | 10.2-11.8 | 0.004 | 0.004 | 0.04 |
表3 力学指标要求
| 执行标准 | 牌号 | 延伸强度Kg/mm | 延伸率% | 硬度HB |
| 锡合金内控 | SnSb11Cu6 | 8-12 | 10-14 | 26-30 |
从上述表3可以看出，本发明产品各项指标均符合ZChSnSb11-6合格产品标准，与传统的合金生产方法相比，每1000千克合格合金生成氧化渣重量均小于40千克，而新方法中最好操作方法应选择实施例2的方法。
上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）配料：将原料按重量份数称取：650～700份含铜粗锡、100～150份精锑、200～250份精锡，混合均匀；
（2）熔融：将混合均匀的物料于440～520℃下熔融，熔融后搅拌，搅拌转速为40～60r/min，搅拌时间1～2h；
（3）除渣：以重量份计，向熔融搅拌后的物料加入2～3份的木糠和1～2份的松香，均匀搅拌，把温度降到380～400℃，除去氧化渣；
（4）浇铸：将除渣后的物料注入模具，冷却后形成ZChSnSb11-6合金。
2.根据权利要求1所述的利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，其特征在于：所述含铜粗锡的含铜重量为9%～9.5%。
3.根据权利要求1或2所述的利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，其特征在于：所述含铜粗锡的添加量为667kg，所述精锑的添加量为110kg，所述精锡的添加量为223kg。
4.根据权利要求1所述的利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，其特征在于：所述熔融的温度为480℃。
5.根据权利要求1所述的利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，其特征在于：所述搅拌转速为50 r/min，搅拌时间为1.5h。
6.根据权利要求1所述的利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，其特征在于：所述木糠加入量为2份，松香加入量为1份。
7.根据权利要求1所述的利用含铜粗锡生产ZChSnSb11-6合金的方法，其特征在于：所述除渣中，温度降到380℃。
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