CN105543544A - 一种阀门用铜合金及阀门制备方法 - Google Patents

一种阀门用铜合金及阀门制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105543544A
CN105543544A CN201511032818.2A CN201511032818A CN105543544A CN 105543544 A CN105543544 A CN 105543544A CN 201511032818 A CN201511032818 A CN 201511032818A CN 105543544 A CN105543544 A CN 105543544A
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
copper
copper alloy
mould
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201511032818.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105543544B (zh
Inventor
冯振华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Texoon Brassworks Co Ltd
Original Assignee
Ningbo Texoon Brassworks Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Texoon Brassworks Co Ltd filed Critical Ningbo Texoon Brassworks Co Ltd
Priority to CN201511032818.2A priority Critical patent/CN105543544B/zh
Publication of CN105543544A publication Critical patent/CN105543544A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105543544B publication Critical patent/CN105543544B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C22C32/0052—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides

Abstract

本发明涉及到一种阀门用铜合金及阀门制备方法，其特征在于包括下述组分：

Description

一种阀门用铜合金及阀门制备方法
技术领域
本发明涉及到合金领域，具体指一种阀门用铜合金及阀门制备方法。
背景技术
阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。阀门根据材质可分为铸铁阀门，铸钢阀门，不锈钢阀门，铬钼钢阀门，铬钼钒钢阀门，双相钢阀门，塑料阀门等。
铜合金阀门是阀门中的一种，由于其具有耐腐蚀性强，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：耐摩擦能力低，强度低，导致阀门的使用寿命较短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种耐高温性能好、耐腐蚀性能好、强度高且能有效提高耐摩擦能力阀门用铜合金，从而延长阀门的使用寿命。
本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种耐高温性能好、耐腐蚀性能好、强度高且能有效提高耐摩擦能力铜合金阀门的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该阀门用铜合金，其特征在于包括下述组分：
其余为铜和不可避免的杂质。
较好的，所述不可避免杂质含量≤2wt％。
铜合金阀门的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
1)熔炼：先加入40～45％的纯铜锭，待纯铜锭熔化后加热到1150～1200℃，然后依次加入1.5～2.5wt％的Bi，2.5～3.5wt％的Sn、1.2～2.8wt％的VC，搅拌均匀后恒温10～15min；
再依次加入6.0～8.0wt％的Fe、3.3～4.7wt％的Cr以及余量的纯铜锭，搅拌均匀后升温至1200～1250℃下熔炼15～20min，得到熔炼的混合液；
2)浇注：将步骤1)中得到的混合液，浇注到阀门的金属模具中，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℃以下，然后空冷至室温，即得到铜合金阀门。在1000±10℃，毛坯已成型，开模快冷，能够增加铜在铁中的固溶度，从而增加铜合金的强度，可较大限度的防止铜从铁中析出。
较好的，所述Fe是以铜包覆铁粉的方式加入的，铜包覆铁粉中Cu的含量为15～20wt％；Fe以铜包覆铁粉的方式加入，可以使Fe更好的与铜合金基体进行融合；
所述的Cr是以低碳铬铁粉FexCryCz的方式加入的，所述低碳铬铁粉中碳的含量z为0.10～0.40wt％，铬的含量y为50～60wt％，余量为z。z与铜包覆铁粉中的铁量之和即为本阀门用铜合金中的铁量。
与现有技术相比，本发明所提供的铜合金各组分相互协同作用，大大提高了阀门的强度和耐摩擦能力；Bi和Sn可以改善VC与铜基体的润湿性，使VC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；本发明制备的阀门抗拉强度可达到700MPa以上，干摩擦系数为0.15～0.22，磨损率为50～80mg/Km；而通常的阀门铜合金材料，抗拉强度为400～600MPa，干摩擦系数为0.25～0.45，磨损率为120～160mg/Km。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1至实施例4：
实施例1至实施例4的制备方法如下：
1)熔炼：先加入40～45％的纯铜锭，待纯铜锭熔化后加热到1150～1200℃，按照表1中的组分依次加入Bi、Sn、VC(为碳化钒缩写)，搅拌均匀后保温10～15min；再按照表1中的组分依次加入Fe、Cr以及余量的纯铜锭，搅拌均匀后在1200～1250℃下熔炼15～20min，得到熔炼混合液；
Fe分为两部分，其中第一部分Fe是以铜包覆铁粉的方式加入的，铜包覆铁粉中Cu的含量为15～20wt％，这部分Cu包含在余量Cu中。
Cr是以低碳铬铁粉FexCryCz的方式加入的；低碳铬铁粉中碳的含量z为0.10-0.40wt％，铬的含量y为50～60wt％；余量x为第二部分铁。
2)浇注：将步骤1)得到的熔炼混合液浇注到阀门金属型模具中，到模内铸件冷却到1000±10℃，打开模具，取出成型毛坯，然后在5min内快速冷却到300℃以下，之后空冷至室温，即得到铜合金阀门。
对比例1至对比例5
铜合金材料的组成见表1对比例1-5。
本发明所述的用于阀门的铜合金材料，其制作步骤如下：
1)熔炼：先加入40～45％的纯铜锭，待纯铜锭熔化后加热到1150～1200℃，按照表1中的组分依次加入Bi、Sn、VC，搅拌均匀后保温，10～15min；再按照表1中的组分依次加入Fe、Cr以及余量的纯铜锭，搅拌均匀后在1200～1250℃下熔炼15～20min，得到熔炼的混合液；所述的Fe是以铜包覆铁粉的方式加入的，铜包覆铁粉中Cu的含量为15～20wt％，所述的Cr是以低碳铬铁粉的方式加入的；
2)浇注：将1)中得到的混合液，浇注到金属型阀门成型模具中，到模内铸件冷却到1000±10℃，打开模具，取出成型毛坯，然后在5min内快速冷却到300℃以下，之后空冷至室温。
对比例6：
铜合金材料的组成见表1对比例6。
本发明所述的用于阀门的铜合金材料，其制作步骤如下：
1)熔炼：先加入纯铜锭，待纯铜锭熔化后加热到1200～1250℃，按照表1中的组分依次加入Bi、Sn、VC、Fe、Cr，搅拌均匀后保温25～35min；得到熔炼的混合液；所述的Fe是以铜包覆铁粉的方式加入的，铜包覆铁粉中Cu的含量为15～20wt％，所述的Cr是以低碳铬铁粉的方式加入的；
2)浇注：将1)中得到的混合液，浇注到金属型阀门成型模具中，到模内铸件冷却到1000±10℃，打开模具，取出成型毛坯，然后在5min内快速冷却到300℃以下，之后空冷至室温。
对比例7：
铜合金材料的组成见表1对比例7。
本发明所述的用于阀门的铜合金材料，其制作步骤如下：
1)熔炼：先加入40～45％的纯铜锭，待纯铜锭熔化后加热到1150～1200℃，按照表1中的组分依次加入Bi、Sn、VC，搅拌均匀后保温，10～15min；再按照表1中的组分依次加入Fe、Cr以及余量的纯铜锭，搅拌均匀后在1200～1250℃下熔炼15～20min，得到熔炼的混合液；所述的Fe是以铜包覆铁粉的方式加入的，铜包覆铁粉中Cu的含量为15～20wt％，所述的Cr是以低碳铬铁粉的方式加入的；
2)浇注：将1)中得到的混合液，浇注到金属型阀门成型模具中，自然冷却到室温，取出成型毛坯。
对各实施例和对比例制备的阀门进行性能测试。
其中抗拉强度测试采用GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》；摩擦磨损性能采用GB/T12444-2006《金属材料磨损试验方法试环-试块滑动磨损试验》；拉伸强度采用WDW-300A电子万能试验机，其抗拉强度为700～800MPa；摩擦磨损性能采用M-200型磨损试验机，摩擦副为Cr12钢环，试验载荷为20N，线速度为0.5m/S，干摩擦系数为0.15～0.22，磨损率为50～80mg/Km。检测结果如表2所示。
表1
表1中，*为铜包覆铁粉，m为铜包覆铁粉中Cu含量，n为Fe含量，表格中的数据分别为m、n；
**为低碳铬铁粉，其中x为低碳铬铁粉中Fe的含量，y为Gr含量，z为碳含量；表格中数据依次为x、y、z；
***：Fe和Cr的量均为CumFen和FexCryCz中的Fe和Cr折合后在合金中所占比例。
表1中各数据单位均为wt％。
表2
成分 抗拉强度MPa 摩擦系数 磨损率mg/Km
实施例1 700 0.15 75
实施例2 740 0.18 80
实施例3 800 0.22 50
实施例4 780 0.20 66
对比例1 500 0.22 140
对比例2 480 0.32 150
对比例3 490 0.30 145
对比例4 540 0.23 130
对比例5 460 0.25 148
对比例6 550 0.27 130
对比例7 530 0.25 120

Claims (4)

1.一种阀门用铜合金，其特征在于包括下述组分：
其余为铜和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的阀门用铜合金，其特征在于所述不可避免杂质含量≤2wt％。
3.如权利要求1或2所述的阀门用铜合金的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
1)熔炼：先加入40～45％的纯铜锭，待纯铜锭熔化后加热到1150～1200℃，然后依次加入1.5～2.5wt％的Bi，2.5～3.5wt％的Sn、1.2～2.8wt％的VC，搅拌均匀后恒温10～15min；
再依次加入6.0～8.0wt％的Fe、3.3～4.7wt％的Cr以及余量的纯铜锭，搅拌均匀后升温至1200～1250℃下熔炼15～20min，得到熔炼的混合液；
2)浇注：将步骤1)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℃以下，然后空冷至室温，即得到铜合金阀门。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述Fe是以铜包覆铁粉的方式加入的，铜包覆铁粉中Cu的含量为15～20wt％；
所述的Cr是以低碳铬铁粉FexCryCz的方式加入的，所述低碳铬铁粉中碳的含量z为0.10～0.40wt％，铬的含量y为50～60wt％。
CN201511032818.2A 2015-12-29 2015-12-29 一种阀门用铜合金及阀门制备方法 Active CN105543544B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511032818.2A CN105543544B (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种阀门用铜合金及阀门制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511032818.2A CN105543544B (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种阀门用铜合金及阀门制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105543544A true CN105543544A (zh) 2016-05-04
CN105543544B CN105543544B (zh) 2018-01-09

Family

ID=55823099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511032818.2A Active CN105543544B (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种阀门用铜合金及阀门制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105543544B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113186421A (zh) * 2021-05-04 2021-07-30 宁波华成阀门有限公司 一种耐腐蚀铜合金及阀门制备方法
CN113215437A (zh) * 2021-05-04 2021-08-06 宁波华成阀门有限公司 一种阀门用铜材及阀门制备方法
CN113278845A (zh) * 2021-05-04 2021-08-20 宁波华成阀门有限公司 一种阀门用铜合金及阀门制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1382818A (zh) * 2001-12-19 2002-12-04 浙江大学 耐蚀多元仿金色铸造铜合金及其制造方法
CN102952962A (zh) * 2012-02-10 2013-03-06 浙江吉利汽车研究院有限公司 Cu-Fe复合材料及其制备方法
CN105063459A (zh) * 2015-07-20 2015-11-18 广西民族大学 一种高速列车制动用铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1382818A (zh) * 2001-12-19 2002-12-04 浙江大学 耐蚀多元仿金色铸造铜合金及其制造方法
CN102952962A (zh) * 2012-02-10 2013-03-06 浙江吉利汽车研究院有限公司 Cu-Fe复合材料及其制备方法
CN105063459A (zh) * 2015-07-20 2015-11-18 广西民族大学 一种高速列车制动用铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113186421A (zh) * 2021-05-04 2021-07-30 宁波华成阀门有限公司 一种耐腐蚀铜合金及阀门制备方法
CN113215437A (zh) * 2021-05-04 2021-08-06 宁波华成阀门有限公司 一种阀门用铜材及阀门制备方法
CN113278845A (zh) * 2021-05-04 2021-08-20 宁波华成阀门有限公司 一种阀门用铜合金及阀门制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105543544B (zh) 2018-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101544952B1 (ko) 회주철 합금 및 회주철 합금을 포함한 브레이크 디스크
CN106216405B (zh) 适用于棒材切分机架用的氮化高速钢辊及其制造方法
CN105543544A (zh) 一种阀门用铜合金及阀门制备方法
CN104294082A (zh) 一种黄铜合金
CN102719722B (zh) 一种能提高锌铝合金综合性能的复合变质剂
CN105525190A (zh) 一种灰铸铁及其制造方法
CN104947002B (zh) 一种钴铜合金
CN103350184B (zh) 金属型铸造铬系白口铸铁磨球用孕育涂料及其制备方法
CN105420634A (zh) 一种抗高温氧化的高硬度不锈钢泵阀铸件及其制备方法
CN108359842A (zh) 一种叶轮用高性能多元铸造铜合金及其制造方法与应用
CN103343263A (zh) MoS2基自润滑耐磨抗腐蚀合金及其制备方法
CN104878299B (zh) 粉末冶金耐磨耐蚀工具钢
CN105420625A (zh) 一种耐氧化性介质高温腐蚀的不锈钢泵阀铸件及其制备方法
CN104874802A (zh) 粉末冶金耐磨损耐腐蚀合金棒材
CN105463340A (zh) 一种高韧性高锰低镍不锈钢泵阀铸件及其制备方法
CN105420636A (zh) 一种高塑性抗磨不锈钢泵阀铸件及其制备方法
CN106609334A (zh) 一种超高铬铸铁及其制备方法
CN105420639A (zh) 一种高强韧性不锈钢泵阀铸件及其制备方法
CN105734337A (zh) 一种耐磨型铜合金模具材料
CN105506438A (zh) 一种新型合金铸铁的生产工艺
CN105420620A (zh) 一种高温抗磨性优良的不锈钢泵阀铸件及其制备方法
CN105441824A (zh) 一种耐海水腐蚀的高弹不锈钢泵阀铸件及其制备方法
CN113278845A (zh) 一种阀门用铜合金及阀门制备方法
CN105441827A (zh) 一种含纳米碳化铌的耐蚀耐热不锈钢泵阀铸件及其制备方法
CN106319393A (zh) 一种高耐磨高韧性奥氏体球磨机衬板及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant