CN105695868A - 一种金属合金材料及其冶炼方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属合金材料领域,具体涉及一种金属合金材料,还涉及上述的金属合金材料的冶炼方法,以及上述的金属合金材料的应用。本发明的金属合金材料,其特征在于,所述的金属合金材料包括下述重量份数的组分:铌0.55-3.32%、锰0.84-4.56%、钨0.64-4.63%、钼0.68-3.87%、铼0.58-3.15%、钛0.46-3.18%、镁0.38-3.86%、钴0.53-3.85%、铂0.05-2.36%、镍0.25-2.68%、钌0.03-1.24%、钯0.15-3.68%、余量为铁。采用本发明的原料及方法冶炼的金属合金,硬度适中,书写流畅,即使钢笔滑落时,也不会影响其分岔或者是扭曲,出现影响使用的状况。
Description
技术领域
本发明属于金属合金材料领域,具体涉及一种金属合金材料,还涉及上述的金属合金材料的冶炼方法,以及上述的金属合金材料的应用。
背景技术
钢笔,为人们书写提供了便利,最初,人们在翎管笔和其它墨水笔上使用钢制笔尖。钢制笔尖廉价,但笔质硬,书写不适,且不耐墨水中化学成分的腐蚀;金制笔尖书写流利,耐腐蚀,但价格昂贵。1852年,英国人荷尔斯寻找优质而廉价的笔尖材料,他在澳大利亚的托斯尼亚发现了一种耐磨的天然造铱合金矿石。他将铱合金经过加工制成笔尖,结果既耐磨耐腐蚀,又书写流利,造价低廉,大受人们欢迎。后来这种铱合金笔尖被使用于自来水笔上,即被称为“铱金笔”。但由于需要量过大,天然的铱合金矿石供不应求。于是人们又开始寻找新的替代材料,逐渐采用钨、钼、铼等难熔金属配入钴、镍等韧性高的金属,制成笔尖所需的材料。这种笔,尽管没有使用金属铱,但人们仍习惯地称其为“铱金笔”。
铱粒是多种金属的合金,但是低端笔的铱粒是不含铱的,金笔尖、铱笔尖之所以耐用,秘密都在钢笔尖上的小圆粒。这小圆粒是铱锇合金做的,它非常坚硬耐磨。据上海金星金笔厂实验,如果把金笔尖和钢笔尖同时放在油石上磨,一小时后,金笔尖只磨损0.07毫米,而钢笔尖磨损达5毫米。铱粒原料全部采用铂族金属,用于金笔。特点是耐磨性能高,超过国际水平,机械加工性能好。
铱粒原料部份采用铂族金属,用于高级铱金笔。特点是耐磨性能和价格都属中等,使用面广。
铱粒原料全部采用非铂族金属,用于普通铱金笔。特点是耐磨性能中等,价格低廉,机械加工性能好。
低端的笔尖其实不含铱元素,主要是镍铬合金的188铱粒,而现代欧美钢尖笔(比如lamy)直接就是301不锈钢。
硬度和材料的纯度,状态密切相关,铬并不是最硬的金属,99.5%的铬,退火态的硬度只有大约200HV左右,比316不锈钢还软,电镀的硬铬镀层硬度才有1100HV以上。一般认为退火态最硬的金属单质是锇,大约有500HV。目前市售的钢笔有些硬度不够,当钢笔滑落时,容易产生开岔的现象,或者是书写不顺滑,或者是易磨损的状态,或者是直接扭曲无法继续使用,可见钢笔尖的材质对于钢笔的品质有着决定性的影响,从某种程度上来说,也影响着书写的美观性。
因此,必须针对上述的现象进行改进,设计一种书写流畅顺滑,而且硬度适中的钢笔尖材质。
发明内容
为了解决上述的技术问题,本发明提供了一种适于应用于钢笔尖的合金材料,该合金材料应用于钢笔尖中,书写流畅顺滑,而且其材质软硬适中,既适于书写又不至于滑落后使笔尖分岔;
本发明还提供了上述的合金材料的冶炼方法;
本发明是通过下述的技术方案来实现的:
本发明的金属合金材料,包括下述重量份数的组分:
铌0.55-3.32%锰0.84-4.56%
钨0.64-4.63%钼0.68-3.87%
铼0.58-3.15%钛0.46-3.18%
镁0.38-3.86%钴0.53-3.85%
铂0.05-2.36%镍0.25-2.68%
钌0.03-1.24%钯0.15-3.68%
余量为铁。
优选的,上述的金属合金材料包括下述重量份数的组分:
铌0.55-4.02%锰0.84-5.15%
钨0.64-5.15%钼0.88-4.25%
铼0.58-3.01%钛0.46-4.08%
镁0.38-3.47%钴0.53-4.45%
铂0.05-2.26%镍0.25-2.48%
钌0.03-1.20%钯0.15-3.25%
余量为铁。
优选的,上述的金属合金材料包括下述重量份数的组分:
铌1.32%锰3.84%
钨1.75%钼1.66%
铼1.86%钛3.46%
镁2.57%钴3.24%
铂1.06%镍1.23%
钌0.86%钯2.45%
余量为铁。
本发明的金属合金材料的治炼方法,包括下述的步骤:
备料、装料、送电、熔化、摇炉、合金化及浇注工序。
优选的,上述的金属合金材料的治炼方法,包括下述的步骤:
备料后,装料,在熔化炉中通入高纯度的氢气或者是惰性气体,送电,加热至熔化炉中的温度为800-1300℃,保温10-40分钟;
将各原料按如下的重量比例投至熔化炉中熔炼;
在熔化的过程中连续电磁搅拌,在线检测各金属的含量,使各种金属的含量在如下范围,根据具体情况增补金属,待成分合格后在300-500℃下进行真空浇铸;
铌0.55-3.32%锰0.84-4.56%
钨0.64-4.63%钼0.68-3.87%
铼0.58-3.15%钛0.46-3.18%
镁0.38-3.86%钴0.53-3.85%
铂0.05-2.36%镍0.25-2.68%
钌0.03-1.24%钯0.15-3.68%
余量为铁。
上述的加热至熔化炉中的温度为850-1250℃,保温15-35分钟。
上述的待成分合格后在350-450℃下进行真空浇铸。
上述的金属合金材料在制作钢笔尖中的应用,也是本发明所要保护的范围。
本发明的有益效果在于,采用本发明的原料及方法冶炼的金属合金,硬度适中,书写流畅,即使钢笔滑落时,也不会影响其分岔或者是扭曲,出现影响使用的状况。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明,以便本领域的技术人员更了解本发明,但并不因此限制本发明。
实施例1
本发明的金属合金材料的治炼方法,包括下述的步骤:
备料、装料、送电、熔化、摇炉、合金化及浇注工序。
具体包括下述的步骤:
备料后,装料,在熔化炉中通入高纯度的惰性气体,送电,加热至熔化炉中的温度为1000℃,保温25分钟;
将各原料按如下的重量比例投至熔化炉中熔炼;
在熔化的过程中连续电磁搅拌,在线检测各金属的含量,使各种金属的含量在如下范围,根据具体情况增补金属,待成分合格后在400℃下进行真空浇铸;
铌1.32%锰3.84%
钨1.75%钼1.66%
铼1.86%钛3.46%
镁2.57%钴3.24%
铂1.06%镍1.23%
钌0.86%钯2.45%
余量为铁。
将上述的金属合金材料制成钢笔尖后,分别进行以下的实验:
选择一批钢笔尖(100支),将它们安装在钢笔上,分别从0.5米处、1米处,1.5米处将钢笔垂直放下,检验钢笔尖的受损程度,发现钢笔尖并无扭曲或分岔现象,这说明钢笔尖的硬度较好;
检测上述的100支钢笔尖,发现出墨水流畅,书写流利顺滑,这说明钢笔尖的软硬适中;
使用半年后,再检测这批钢笔尖的磨损程度,发现钢笔尖与最初的出厂形状无异,几乎无磨损;
使用一年后,再检测这批钢笔尖的磨损程度,发现钢笔尖与最初的出厂形状无异,几乎无磨损;
实施例2
本发明的金属合金材料的治炼方法,包括下述的步骤:
备料、装料、送电、熔化、摇炉、合金化及浇注工序。
具体包括下述的步骤:
备料后,装料,在熔化炉中通入高纯度的氢气,送电,加热至熔化炉中的温度为800℃,保温10分钟;
将各原料按如下的重量比例投至熔化炉中熔炼;
在熔化的过程中连续电磁搅拌,在线检测各金属的含量,使各种金属的含量在如下范围,根据具体情况增补金属,待成分合格后在300℃下进行真空浇铸;
铌0.55%锰0.84%
钨0.64%钼0.68%
铼0.58%钛0.46%
镁0.38%钴0.53%
铂0.05%镍0.25%
钌0.03%钯0.15%
余量为铁。
实施例3
本发明的金属合金材料的治炼方法,包括下述的步骤:
备料、装料、送电、熔化、摇炉、合金化及浇注工序。
具体包括下述的步骤:
备料后,装料,在熔化炉中通入高纯度的惰性气体,送电,加热至熔化炉中的温度为1300℃,保温40分钟;
将各原料按如下的重量比例投至熔化炉中熔炼;
在熔化的过程中连续电磁搅拌,在线检测各金属的含量,使各种金属的含量在如下范围,根据具体情况增补金属,待成分合格后在500℃下进行真空浇铸;
铌3.32%锰4.56%
钨4.63%钼3.87%
铼3.15%钛3.18%
镁3.86%钴3.85%
铂2.36%镍2.68%
钌1.24%钯3.68%
余量为铁。
实施例4
本发明的金属合金材料的治炼方法,包括下述的步骤:
备料、装料、送电、熔化、摇炉、合金化及浇注工序。
具体包括下述的步骤:
备料后,装料,在熔化炉中通入高纯度的氢气,送电,加热至熔化炉中的温度为950℃,保温15分钟;
将各原料按如下的重量比例投至熔化炉中熔炼;
在熔化的过程中连续电磁搅拌,在线检测各金属的含量,使各种金属的含量在如下范围,根据具体情况增补金属,待成分合格后在400℃下进行真空浇铸;
铌1.55%锰1.84%
钨1.64%钼1.68%
铼1.58%钛1.46%
镁1.38%钴1.53%
铂1.05%镍1.25%
钌1.03%钯1.15%
余量为铁。
实施例5
本发明的金属合金材料的治炼方法,包括下述的步骤:
备料、装料、送电、熔化、摇炉、合金化及浇注工序。
具体包括下述的步骤:
备料后,装料,在熔化炉中通入高纯度的惰性气体,送电,加热至熔化炉中的温度为1250℃,保温35分钟;
将各原料按如下的重量比例投至熔化炉中熔炼;
在熔化的过程中连续电磁搅拌,在线检测各金属的含量,使各种金属的含量在如下范围,根据具体情况增补金属,待成分合格后在450℃下进行真空浇铸;
铌2.55%锰2.06%
钨2.64%钼2.17%
铼2.58%钛1.98%
镁2.38%钴2.85%
铂2.05%镍2.25%
钌1.03%钯2.15%
余量为铁。
Claims (8)
1.一种金属合金材料,其特征在于,所述的金属合金材料包括下述重量份数的组分:
铌0.55-3.32%锰0.84-4.56%
钨0.64-4.63%钼0.68-3.87%
铼0.58-3.15%钛0.46-3.18%
镁0.38-3.86%钴0.53-3.85%
铂0.05-2.36%镍0.25-2.68%
钌0.03-1.24%钯0.15-3.68%
余量为铁。
2.如权利要求1所述的金属合金材料,其特征在于,所述的金属合金材料包括下述重量份数的组分:
铌0.55-4.02%锰0.84-5.15%
钨0.64-5.15%钼0.88-4.25%
铼0.58-3.01%钛0.46-4.08%
镁0.38-3.47%钴0.53-4.45%
铂0.05-2.26%镍0.25-2.48%
钌0.03-1.20%钯0.15-3.25%
余量为铁。
3.如权利要求1所述的金属合金材料,其特征在于,所述的金属合金材料包括下述重量份数的组分:
铌1.32%锰3.84%
钨1.75%钼1.66%
铼1.86%钛3.46%
镁2.57%钴3.24%
铂1.06%镍1.23%
钌0.86%钯2.45%
余量为铁。
4.如权利要求1所述的金属合金材料的治炼方法,包括下述的步骤:
备料、装料、送电、熔化、摇炉、合金化及浇注工序。
5.如权利要求4所述的金属合金材料的治炼方法,包括下述的步骤:
备料后,装料,在熔化炉中通入高纯度的氢气或者是惰性气体,送电,加热至熔化炉中的温度为800-1300℃,保温10-40分钟;
将各原料按如下的重量比例投至熔化炉中熔炼;
在熔化的过程中连续电磁搅拌,在线检测各金属的含量,使各种金属的含量在如下范围,根据具体情况增补金属,待成分合格后在300-500℃下进行真空浇铸;
铌0.55-3.32%锰0.84-4.56%
钨0.64-4.63%钼0.68-3.87%
铼0.58-3.15%钛0.46-3.18%
镁0.38-3.86%钴0.53-3.85%
铂0.05-2.36%镍0.25-2.68%
钌0.03-1.24%钯0.15-3.68%
余量为铁。
6.如权利要求5所述的金属合金材料的治炼方法,其特征在于,所述的加热至熔化炉中的温度为850-1250℃,保温15-35分钟。
7.如权利要求4所述的金属合金材料的治炼方法,其特征在于,所述的待成分合格后在350-450℃下进行真空浇铸。
8.如权利要求1所述的一种金属合金材料在制作钢笔尖中的应用。
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CN107858582A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-03-30 | 刘兴满 | 污水处理泵外壳用合金材料 |
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EP1722000A1 (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-15 | Gainsmart Group Limited, a Corporation of the British Virgin Islands with offices at: | High strength stainless chromium-nickel steel without aluminium and titanium, and method for making same |
CN102015163A (zh) * | 2005-01-10 | 2011-04-13 | H.C.施塔克股份有限公司 | 金属粉末混合物 |
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- 2016-02-29 CN CN201610110546.1A patent/CN105695868A/zh active Pending
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