CN110241340A - 一种高强度耐磨有色合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度耐磨有色合金及其制备方法，该有色合金按重量百分比计由以下化学元素制备而得：铜3.5～7.0％、钛0.04～0.45％、锰0.06～0.64％、锑0.02～0.43％、镍0.3～0.7％、钴1.1～1.9％、锆0.15～0.4％、钪0.15～2.0％，余量为铝；本发明所制备的有色合金在循环磨损次数在5万次时磨损率为0.48，循环磨损次数在30万次时磨损率为0.081；该有色合金的抗拉强度高达450～480Mpa，其强度基本可以同钢材相媲美；延伸率最高达到22％，显示出良好的抗冲击性能；表面硬度达到125HB，能够满足大部分机械结构件的要求，具有优良的机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及有色合金技术领域，具体涉及一种高强度耐磨有色合金及其制备方法。
背景技术
有色合金是工业中应用最广泛的有色金属结构材料，在航空和航天和汽车及机械制造，船舶及化学工业中已大量应用，工业经济的飞速发展，对有色合金的焊接件的需求也越来越多。
在专利号为CN109852798A中公布了一种重有色金属合金材料的制备方法，该发明制得的产品纯度高，杂质残留少，粒径适宜，具有很好的应用前景，可以将冶金固废还原成重有色金属合金材料，将低成本冶金固废转化成精细的重有色金属合金材料，有效降低了工艺成本；但是该有色合金仍然存在下述缺陷：1、现有方法制备的有色合金由于其耐磨性差，不能长时间使用，导致其容易损坏，比较浪费材料，同时不具有良好的机械性能，不能满足大部分机械设备；2、在原料熔炼的过程中，不能有效的将原料进行混合，促进合金的融合；同时不能通过打磨石和刮刀进行打渣；3、不便于倾倒熔液，倾倒过程中没有设置钢丝绳保证熔炼炉的稳定性；并且不便于调节熔炼炉的高度，方便加料。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种高强度耐磨有色合金及其制备方法：
1、本发明所制备的有色合金在循环磨损次数在5万次时磨损率为0.48，循环磨损次数在30万次时磨损率为0.081；本发明的抗拉强度高达450～480Mpa，其强度基本可以同钢材相媲美；延伸率最高达到22％，显示出良好的抗冲击性能；表面硬度达到125HB，能够满足大部分机械结构件的要求，本发明具有优良的机械性能；
2、本发明通过第一转轴和十字型轴带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌杆和打磨石转动，搅拌促进合金的融合；通过打磨石和刮刀的设置，便于对熔炼炉内壁除渣，对熔渣进行清理，清理效率高，避免残渣影响熔炼的效果；
3、本发明通过齿轮转动，带动熔炼炉倾倒，并且通过钢丝绳的设置，保证熔炼炉倾倒过程中的稳定性，避免造成安全事故，同时通过气缸的设置，便于调节熔炼炉的高度，方便使用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高强度耐磨有色合金，按重量百分比计由以下化学元素制备而得：铜3.5～7.0％、钛0.04～0.45％、锰0.06～0.64％、锑0.02～0.43％、镍0.3～0.7％、钴1.1～1.9％、锆0.15～0.4％、钪0.15～2.0％，余量为铝；
其中，该有色合金通过下述方法制备得到：
(1)、按上述组分配比根据需要配制的有色合金材料总量，计算出所需每种单质金属或中间合金的质量，进行物料准备；
(2)、将铝锭加入到熔炼设备中的熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度控制在700-800℃，熔炼的同时按先后顺序依次加入含铜、钛、锰、镍、钴、锆的中间合金或金属，将温度升高到900-950℃，待全部金属熔化后再加入锑块状金属，最后加入钪的中间合金；
(3)、在熔炼设备中精炼熔液，同时添加细化剂，并驱动第一伺服电机工作，带动丝杆转动，从而带动横梁下降，直至十字型轴插入搅拌轴顶部开设的十字型槽中，并驱动旋转电机工作，旋转电机通过第一转轴和十字型轴带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌杆和打磨石转动，搅拌促进合金的融合；
(4)、精炼后打渣、静置，调节熔液温度至650-750℃保温，准备出炉浇铸；
(5)、旋转第二伺服电机，通过第二转轴带动两第一齿轮转动，两第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动支撑座转动，带动熔炼炉倾斜，同时启动电机，带动绕线盘转动，进行放钢丝绳，保证熔炼炉平衡，将熔液浇铸至经过预热处理的模具中，并等待其凝固。
作为本发明进一步的方案：按重量百分比计由以下化学元素制备而得：铜4.0～6.5％、钛0.06～0.4％、锰0.08～0.6％、锑0.03～0.4％、镍0.4～0.6％、钴1.2～1.8％、锆0.2～0.3％、钪0.2～1.8％，余量为铝。
一种高强度耐磨有色合金的制备方法,包括以下步骤：
(1)、按重量百分比计：按照铜3.5～7.0％、钛0.04～0.45％、锰0.06～0.64％、锑0.02～0.43％、镍0.3～0.7％、钴1.1～1.9％、锆0.15～0.4％、钪0.15～2.0％，余量为铝的组分配比根据需要配制的有色合金材料总量，计算出所需每种单质金属或中间合金的质量，进行物料准备；
(2)、将铝锭加入到熔炼设备中的熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度控制在700-800℃，熔炼的同时按先后顺序依次加入含铜、钛、锰、镍、钴、锆的中间合金或金属，将温度升高到900-950℃，待全部金属熔化后再加入锑块状金属，最后加入钪的中间合金；
(3)、在熔炼设备中精炼熔液，同时添加细化剂，并驱动第一伺服电机工作，带动丝杆转动，从而带动横梁下降，直至十字型轴插入搅拌轴顶部开设的十字型槽中，并驱动旋转电机工作，旋转电机通过第一转轴和十字型轴带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌杆和打磨石转动，搅拌促进合金的融合；
(4)、精炼后通过打磨石和刮刀打渣，刮刀转动，内壁粘连的熔渣刮下，打磨石将较小的凸起磨平，然后静置，调节熔液温度至650-750℃保温，准备出炉浇铸；
(5)、启动第二伺服电机，通过第二转轴带动两第一齿轮转动，两第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动支撑座转动，带动熔炼炉倾斜，同时启动电机，带动绕线盘转动，进行放钢丝绳，保证熔炼炉平衡，将熔液浇铸至经过预热处理的模具中，并等待其凝固。
作为本发明进一步的方案：熔炼设备的工作步骤为：
步骤一、驱动第一伺服电机工作，带动丝杆转动，从而带动横梁下降，直至十字型轴插入搅拌轴顶部开设的十字型槽中，并驱动旋转电机工作，旋转电机通过第一转轴和十字型轴带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌杆和打磨石转动，搅拌促进合金的融合；
步骤二、启动第二伺服电机，通过第二转轴带动两第一齿轮转动，两第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动支撑座转动，带动熔炼炉倾斜，同时启动电机，带动绕线盘转动，进行放钢丝绳，保证熔炼炉平衡，将熔液浇铸至经过预热处理的模具中。
作为本发明进一步的方案：浇铸好的铸件在450-600℃温度进行固熔处理，时间控制在4～11小时。
作为本发明进一步的方案：固溶处理后采用70-100℃的水进行冷却或盐浴，冷却时间为25～65秒，在100-200℃温度进行人工时效处理10～42小时。
作为本发明进一步的方案：所述熔炼设备包括底座、U型支架、支撑座和熔炼炉，所述底座的顶部固定安装有U型支架，所述U型支架的左侧固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴与U型支架之间设置的第二转轴转动连接，所述第二转轴上两端对称套接有第一齿轮，两第一齿轮均匀正上方设置的第三齿轮啮合连接，两第三齿轮对称安装在支撑座的两端，且与支撑座转动连接，左侧第三齿轮远离支撑座的一侧与U型支架转动连接，右侧第三齿轮远离支撑座的一侧与第三转轴转动连接，所述第三转轴贯穿U型支架右侧与第二齿轮啮合连接；所述U型支架的右侧固定安装有第二气缸，所述第二气缸的伸缩杆顶部固定安装有楔块，所述楔块插入第二齿轮中，用于固定第二齿轮；
所述支撑座的底部中心处固定安装有第一气缸，所述第一气缸的活塞杆贯穿支撑座与熔炼炉固定连接，所述第一气缸的两侧对称安装有第一套筒，所述第一套筒的底部内壁固定安装有弹簧，所述弹簧的顶部固定安装有限位盘，所述限位盘的顶部固定安装有导向杆，所述导向杆贯穿第一套筒顶部内壁安装的第二套筒以及支撑座与熔炼炉固定连接，所述支撑座的顶部两端对称安装有滑轨，两滑轨相邻一侧均通过滑块与熔炼炉连接，两滑轨不相邻一侧均固定安装有钢丝绳，所述钢丝绳缠绕在绕线盘上，所述绕线盘固定安装在U型支架上，且由电机驱动；
所述熔炼炉的底部内壁中心处转动连接有搅拌轴，所述搅拌轴的两侧对称且等距离安装有多根搅拌杆，所述搅拌杆上分别固定安装有两打磨石和两刮刀，所述打磨石为弧形结构，所述搅拌轴的顶部中心处开设有十字型槽；
所述U型支架上对称开设有螺纹槽，所述螺纹槽中螺纹连接有丝杆，所述丝杆贯穿横梁与第一伺服电机转动连接，所述横梁的顶部中心处固定安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与第一转轴固定连接，所述第一转轴贯穿横梁，且第一转轴的底部设置有十字型轴，所述十字型轴与十字型槽配合使用。
本发明的有益效果：
1、本发明中锑通过与铝的合金化消耗铝基体，生成熔点相对较高的中间合金，而少量钪添加剂则与锑结合生成中间化合物，减缓铝基体的消耗与腐蚀，因此添加锑还能提升合金的抗腐蚀能力；本发明中添加的锑能够同钪形成合金；锑取代铝优先与钪形成高熔点弥散颗粒质点；钪、锑质点的弥散强化作用以及锑、钪等元素的固溶强化作用，使合金的常温和高温力学性能尤其是塑性韧性显著提高，并且有效改善了高温抗蠕变能力；本发明所制备的有色合金在循环磨损次数在5万次时磨损率为0.48，循环磨损次数在30万次时磨损率为0.081；本发明的抗拉强度高达450～480Mpa，其强度基本可以同钢材相媲美；延伸率最高达到22％，显示出良好的抗冲击性能；表面硬度达到125HB，能够满足大部分机械结构件的要求，本发明具有优良的机械性能；利用本发明铸造的工件产品质量高，能明显降低废品率，并适合工业化批量生产；为了减少热裂纹，本发明在制备过程中事先对钢模进行预热处理，将熔液浇铸至预热好的模具中，并等待其凝固，并经过特殊的固溶处理和人工时效处理等工艺步骤，增强合金性能，减少铸件内应力；
2、本发明在融化原料的过程中，首先向熔炼炉加入各种原料，加热融化，同时驱动第一伺服电机工作，第一伺服电机带动丝杆转动，从而带动横梁下降，直至十字型轴插入搅拌轴顶部开设的十字型槽中，然后驱动旋转电机工作，旋转电机通过第一转轴和十字型轴带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌杆和打磨石转动，搅拌促进合金的融合；同时熔炼后刮刀转动，内壁粘连的熔渣刮下，打磨石将较小的凸起磨平，通过打磨石和刮刀的设置，便于对熔炼炉内壁除渣，对熔渣进行清理，清理效率高，避免残渣影响熔炼的效果；
3、本发明在倾倒溶液的过程中，首先启动第二伺服电机工作，通过第二转轴带动两第一齿轮转动，两第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动支撑座转动，从而能带动熔炼炉倾斜，同时启动电机，带动绕线盘转动，进行放钢丝绳，保证熔炼炉倾倒过程中的稳定性，避免造成安全事故，将熔液浇铸至经过预热处理的模具中，操作方便，便于使用；同时通过驱动第二气缸，第二气缸通过伸缩杆带动楔块插入第二齿轮中，将第二齿轮固定，从而将支撑座固定，继而将熔炼炉固定，避免在搅拌的过程中，熔炼炉出现松动，造成安全事故；
4、本发明在进行添加原料的过程中，可通过驱动第一气缸工作，第一气缸通过活塞杆带动熔炼炉上升与下降，便于调节熔炼炉的高度，方便使用，两滑轨相邻一侧均通过滑块与熔炼炉连接，保证熔炼炉移动的平稳性，同时熔炼炉上升与下降的过程中，带动两导向杆移动，导向杆起到保持平衡的作用，导向杆通过限位盘带动弹簧伸长，弹簧所产生的反作用力具有良好的缓冲作用，可以保证导向杆移动的平稳性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明第一套筒内部结构示意图；
图3是本发明熔炼炉内部结构示意图；
图4是本发明搅拌轴俯视结构示意图。
图中：1、底座；2、U型支架；3、第一转轴；31、十字型轴；4、第一套筒；5、第二转轴；6、第一气缸；7、支撑座；8、第一齿轮；9、第二气缸；10、楔块；11、第二齿轮；12、导向杆；13、熔炼炉；14、钢丝绳；15、绕线盘；16、旋转电机；17、横梁；18、第一伺服电机；19、丝杆；20、滑块；21、滑轨；22、螺纹槽；23、第二伺服电机；24、活塞杆；25、第三转轴；26、第三齿轮；27、第二套筒；28、限位盘；29、弹簧；131、搅拌杆；132、打磨石；133、搅拌轴；134、十字型槽；135、刮刀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4所示，本发明提供一种技术方案：
实施例1：
一种高强度耐磨有色合金，按重量百分比计由以下化学元素制备而得：铜3.5％、钛0.04％、锰0.06％、锑0.02％、镍0.3％、钴1.1％、锆0.15％、钪0.15％，余量为铝；
高强度耐磨有色合金通过下述步骤制备得到：
(1)、按上述组分配比根据需要配制的有色合金材料总量，计算出所需每种中间合金的质量，进行物料准备；
(2)、将铝锭加入到熔炼设备中的熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度控制在800℃，熔炼的同时按先后顺序依次加入紫铜、75锰剂、75钛剂、ALNi10中间合、ALCo10、ALV10中间合金至熔炼炉中，将温度升高到950℃，待全部金属熔化后再加入锑块状金属，最后加入钪的中间合金；
(3)、在熔炼设备中精炼熔液，同时添加细化剂，并驱动第一伺服电机工作，带动丝杆转动，从而带动横梁下降，直至十字型轴插入搅拌轴顶部开设的十字型槽中，并驱动旋转电机工作，旋转电机通过第一转轴和十字型轴带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌杆和打磨石转动，搅拌促进合金的融合；
(4)、精炼后通过打磨石和刮刀打渣，刮刀转动，内壁粘连的熔渣刮下，打磨石将较小的凸起磨平，然后静置，调节熔液温度至750℃保温，准备出炉浇铸；
(5)、启动第二伺服电机，通过第二转轴带动两第一齿轮转动，两第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动支撑座转动，带动熔炼炉倾斜，同时启动电机，带动绕线盘转动，进行放钢丝绳，保证熔炼炉平衡，将熔液浇铸至经过预热处理的模具中，并等待其凝固；
(6)、浇铸好的铸件在450℃温度进行固熔处理，时间控制在4小时；
(7)、固溶处理后采用70℃的水进行冷却或盐浴，冷却时间为25秒，在100℃温度进行人工时效处理10小时。
时效处理：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置或室温保持其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。若采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，称为人工时效处理。
实施例2：
一种高强度耐磨有色合金，按重量百分比计由以下化学元素制备而得：铜7.0％、钛0.45％、锰0.64％、锑0.43％、镍0.7％、钴1.9％、锆0.4％、钪2.0％，余量为铝；
高强度耐磨有色合金通过下述步骤制备得到：
(1)、按上述组分配比根据需要配制的有色合金材料总量，计算出所需每种中间合金的质量，进行物料准备；
(2)、将铝锭加入到熔炼设备中的熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度控制在700℃，熔炼的同时按先后顺序依次加入紫铜、75锰剂、75钛剂、ALNi10中间合、ALCo10、ALV10中间合金至熔炼炉中，将温度升高到900℃，待全部金属熔化后再加入锑块状金属，最后加入钪的中间合金；
(3)、在熔炼设备中精炼熔液，同时添加细化剂，并驱动第一伺服电机工作，带动丝杆转动，从而带动横梁下降，直至十字型轴插入搅拌轴顶部开设的十字型槽中，并驱动旋转电机工作，旋转电机通过第一转轴和十字型轴带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌杆和打磨石转动，搅拌促进合金的融合；
(4)、精炼后通过打磨石和刮刀打渣，刮刀转动，内壁粘连的熔渣刮下，打磨石将较小的凸起磨平，然后静置，调节熔液温度至750℃保温，准备出炉浇铸；
(5)、启动第二伺服电机，通过第二转轴带动两第一齿轮转动，两第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动支撑座转动，带动熔炼炉倾斜，同时启动电机，带动绕线盘转动，进行放钢丝绳，保证熔炼炉平衡，将熔液浇铸至经过预热处理的模具中，并等待其凝固；
(6)、浇铸好的铸件在600℃温度进行固熔处理，时间控制在11小时；
(7)、固溶处理后采用80℃的水进行冷却或盐浴，冷却时间为65秒，在180℃温度进行人工时效处理42小时。
熔炼设备的工作步骤为：
步骤一、驱动第一伺服电机工作，带动丝杆转动，从而带动横梁下降，直至十字型轴插入搅拌轴顶部开设的十字型槽中，并驱动旋转电机工作，旋转电机通过第一转轴和十字型轴带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌杆和打磨石转动，搅拌促进合金的融合；
步骤二、启动第二伺服电机，通过第二转轴带动两第一齿轮转动，两第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动支撑座转动，带动熔炼炉倾斜，同时启动电机，带动绕线盘转动，进行放钢丝绳，保证熔炼炉平衡，将熔液浇铸至经过预热处理的模具中。
请参阅图1-4所示，所述熔炼设备包括底座1、U型支架2、支撑座7和熔炼炉13，所述底座1的顶部固定安装有U型支架2，所述U型支架2的左侧固定安装有第二伺服电机23，所述第二伺服电机23的输出轴与U型支架2之间设置的第二转轴5转动连接，所述第二转轴5上两端对称套接有第一齿轮8，两第一齿轮8均匀正上方设置的第三齿轮26啮合连接，两第三齿轮26对称安装在支撑座7的两端，且与支撑座7转动连接，左侧第三齿轮26远离支撑座7的一侧与U型支架2转动连接，右侧第三齿轮26远离支撑座7的一侧与第三转轴25转动连接，所述第三转轴25贯穿U型支架2右侧与第二齿轮11啮合连接；所述U型支架2的右侧固定安装有第二气缸9，所述第二气缸9的伸缩杆顶部固定安装有楔块10，所述楔块10插入第二齿轮11中，用于固定第二齿轮11；
所述支撑座7的底部中心处固定安装有第一气缸6，所述第一气缸6的活塞杆24贯穿支撑座7与熔炼炉13固定连接，所述第一气缸6的两侧对称安装有第一套筒4，所述第一套筒4的底部内壁固定安装有弹簧29，所述弹簧29的顶部固定安装有限位盘28，所述限位盘28的顶部固定安装有导向杆12，所述导向杆12贯穿第一套筒4顶部内壁安装的第二套筒27以及支撑座7与熔炼炉13固定连接，所述支撑座7的顶部两端对称安装有滑轨21，两滑轨21相邻一侧均通过滑块20与熔炼炉13连接，两滑轨21不相邻一侧均固定安装有钢丝绳14，所述钢丝绳14缠绕在绕线盘15上，所述绕线盘15固定安装在U型支架2上，且由电机驱动；
所述熔炼炉13的底部内壁中心处转动连接有搅拌轴133，所述搅拌轴133的两侧对称且等距离安装有多根搅拌杆131，所述搅拌杆131为十字型结构，所述搅拌杆131上分别固定安装有两打磨石132和两刮刀135，所述打磨石132为弧形结构，所述搅拌轴133的顶部中心处开设有十字型槽134；
所述U型支架2上对称开设有螺纹槽22，所述螺纹槽22中螺纹连接有丝杆19，所述丝杆19贯穿横梁17与第一伺服电机18转动连接，所述横梁17的顶部中心处固定安装有旋转电机16，所述旋转电机16的输出轴与第一转轴3固定连接，所述第一转轴3贯穿横梁17，且第一转轴3的底部设置有十字型轴31，所述十字型轴31与十字型槽134配合使用。
本发明的工作原理：向熔炼炉13中加入各种原料，加热融化，同时驱动第一伺服电机18工作，第一伺服电机18带动丝杆19转动，从而带动横梁17下降，直至十字型轴31插入搅拌轴133顶部开设的十字型槽134中，然后驱动旋转电机16工作，旋转电机16通过第一转轴3和十字型轴31带动搅拌轴133转动，搅拌轴133带动搅拌杆131和打磨石132转动，搅拌促进合金的融合；同时熔炼后刮刀135转动，内壁粘连的熔渣刮下，打磨石132将较小的凸起磨平，通过打磨石132和刮刀135的设置，便于对熔炼炉13内壁除渣，对熔渣进行清理，清理效率高，避免残渣影响熔炼的效果；
启动第二伺服电机23工作，通过第二转轴5带动两第一齿轮8转动，两第一齿轮8带动第三齿轮26转动，第三齿轮26带动支撑座7转动，从而能带动熔炼炉13倾斜，同时启动电机，带动绕线盘15转动，进行放钢丝绳14，保证熔炼炉13倾倒过程中的稳定性，避免造成安全事故，将熔液浇铸至经过预热处理的模具中；
通过驱动第二气缸9，第二气缸9通过伸缩杆带动楔块10插入第二齿轮11中，将第二齿轮11固定，从而将支撑座7固定，继而将熔炼炉13固定，避免在搅拌的过程中，熔炼炉13出现松动，造成安全事故；
通过驱动第一气缸6工作，第一气缸6通过活塞杆24带动熔炼炉13上升与下降，两滑轨21相邻一侧均通过滑块20与熔炼炉13连接，保证熔炼炉13移动的平稳性，同时熔炼炉13上升与下降的过程中，带动两导向杆12移动，导向杆12起到保持平衡的作用，导向杆12通过限位盘28带动弹簧29伸长，弹簧29所产生的反作用力具有良好的缓冲作用，可以保证导向杆12移动的平稳性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高强度耐磨有色合金，其特征在于，按重量百分比计由以下化学元素制备而得：铜3.5～7.0％、钛0.04～0.45％、锰0.06～0.64％、锑0.02～0.43％、镍0.3～0.7％、钴1.1～1.9％、锆0.15～0.4％、钪0.15～2.0％，余量为铝；
其中，该有色合金通过下述方法制备得到：
(1)、按上述组分配比根据需要配制的有色合金材料总量，计算出所需每种单质金属或中间合金的质量，进行物料准备；
(2)、将铝锭加入到熔炼设备中的熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度控制在700-800℃，熔炼的同时按先后顺序依次加入含铜、钛、锰、镍、钴、锆的中间合金或金属，将温度升高到900-950℃，待熔化后再加入锑块状金属，最后加入钪的中间合金；
(3)、在熔炼设备中精炼，同时添加细化剂，并驱动第一伺服电机工作，带动丝杆转动，从而带动横梁下降，直至十字型轴插入搅拌轴顶部开设的十字型槽中，并驱动旋转电机工作，旋转电机通过第一转轴和十字型轴带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌杆和打磨石转动，搅拌促进合金的融合；
(4)、精炼后通过打磨石和刮刀打渣，刮刀转动，内壁粘连的熔渣刮下，打磨石将较小的凸起磨平，然后静置，调节熔液温度至650-750℃保温，准备出炉浇铸；
(5)、旋转第二伺服电机，通过第二转轴带动两第一齿轮转动，两第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动支撑座转动，带动熔炼炉倾斜，同时启动电机，带动绕线盘转动，放钢丝绳，保证熔炼炉平衡，将熔液浇铸至经过预热处理的模具中，并等待其凝固。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨有色合金,其特征在于，按重量百分比计由以下化学元素制备而得：铜4.0～6.5％、钛0.06～0.4％、锰0.08～0.6％、锑0.03～0.4％、镍0.4～0.6％、钴1.2～1.8％、锆0.2～0.3％、钪0.2～1.8％，余量为铝。
3.一种高强度耐磨有色合金的制备方法,其特征在于，包括以下步骤：
(1)、按重量百分比计：按照铜3.5～7.0％、钛0.04～0.45％、锰0.06～0.64％、锑0.02～0.43％、镍0.3～0.7％、钴1.1～1.9％、锆0.15～0.4％、钪0.15～2.0％，余量为铝的组分配比根据需要配制的有色合金材料总量，计算出所需每种单质金属或中间合金的质量，进行物料准备；
(2)、将铝锭加入到熔炼设备中的熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度控制在700-800℃，熔炼的同时按先后顺序依次加入含铜、钛、锰、镍、钴、锆的中间合金或金属，将温度升高到900-950℃，待熔化后再加入锑块状金属，最后加入钪的中间合金；
(3)、在熔炼设备中精炼，同时添加细化剂，并驱动第一伺服电机工作，带动丝杆转动，从而带动横梁下降，直至十字型轴插入搅拌轴顶部开设的十字型槽中，并驱动旋转电机工作，旋转电机通过第一转轴和十字型轴带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌杆和打磨石转动，搅拌促进合金的融合；
(4)、精炼后通过打磨石和刮刀打渣，刮刀转动，内壁粘连的熔渣刮下，打磨石将较小的凸起磨平，然后静置，调节熔液温度至650-750℃保温，准备出炉浇铸；
(5)、启动第二伺服电机，通过第二转轴带动两第一齿轮转动，两第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动支撑座转动，带动熔炼炉倾斜，同时启动电机，带动绕线盘转动，放钢丝绳，保证熔炼炉平衡，将熔液浇铸至经过预热处理的模具中，并等待其凝固。
4.根据权利要求3所述的一种高强度耐磨有色合金的制备方法,其特征在于，熔炼设备的工作步骤为：
步骤一、驱动第一伺服电机工作，带动丝杆转动，从而带动横梁下降，直至十字型轴插入搅拌轴顶部开设的十字型槽中，并驱动旋转电机工作，旋转电机通过第一转轴和十字型轴带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌杆和打磨石转动，搅拌促进合金的融合；
步骤二、启动第二伺服电机，通过第二转轴带动两第一齿轮转动，两第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动支撑座转动，带动熔炼炉倾斜，同时启动电机，带动绕线盘转动，放钢丝绳，保证熔炼炉平衡，将熔液浇铸至经过预热处理的模具中。
5.根据权利要求3所述的一种高强度耐磨有色合金的制备方法,其特征在于，浇铸好的铸件在450-600℃温度进行固熔处理，时间控制在4～11小时。
6.根据权利要求5所述的一种高强度耐磨有色合金的制备方法,其特征在于，固溶处理后采用70-100℃的水进行冷却或盐浴，冷却时间为25～65秒，在100-200℃温度进行人工时效处理10～42小时。
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Effective date of registration: 20201224 Address after: 272000 Wang Zhuang Zhen Qian Meng Cun Nan 104 Guo Dao Xi, Qufu City, Jining City, Shandong Province Applicant after: SHANDONG HESHUN TENGDA HIGH-TECH MATERIAL Co.,Ltd. Address before: 511458 room 1002, 80 Jingang Avenue, Nansha District, Guangzhou City, Guangdong Province Applicant before: GUANGZHOU YUNZHI TOOL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: A high-strength wear-resistant non-ferrous alloy and its preparation method Granted publication date: 20210112 Pledgee: Qufu sub branch of Postal Savings Bank of China Ltd. Pledgor: SHANDONG HESHUN TENGDA HIGH-TECH MATERIAL CO.,LTD. Registration number: Y2024980005688 |