CN111041271A

CN111041271A - 一种热锻性能良好的铜锡钛合金

Info

Publication number: CN111041271A
Application number: CN201911271062.5A
Authority: CN
Inventors: 叶宏光; 莫利亚尔·亚历山大; 彭锋
Original assignee: Ningbo Wuzhong Materials Science Research Center Co ltd
Current assignee: Ningbo Wuzhong Materials Science Research Center Co ltd
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-04-21

Abstract

本发明公开了一种热锻性能良好的铜锡钛合金，该合金包括以下重量百分比的各组分：Cu 90.0‑96.0%，Sn 1.5‑8.0%，Ti 0.2‑4.0%，P 0.01‑0.2%，Fe 0.05‑0.2%，Zn 0.5‑5.0%，Pb＜0.02%，其他元素的总量不大于0.5%；本发明产品不但具有锡青铜各方面的优点，更主要拓宽了锡青铜的热加工的范围，热锻时金属流动性能良好，能满足各种复杂零件的热锻成型。热锻成品率高，成型的零件致密度，力学性能都远超翻砂成型的零件。

Description

一种热锻性能良好的铜锡钛合金

技术领域

本发明属于金属材料的制造技术领域，尤其涉及一种热锻性能良好的铜锡钛合金材料。

背景技术

锡青铜具有良好的耐腐蚀耐磨性能，有较好的力学性能和工艺性能，并有很好的焊接和钎焊性能，冲击时不产生火花。广泛应用于作高精密工作母机的耐磨零件，和弹性零件。良好的耐腐蚀也广泛用于蒸汽锅炉和海船零件。含铅锡青铜常用作耐磨零件和滑动轴承，含锌锡青铜可作高气密性铸件。锡青铜的凝固范围大，偏析严重，热加工温度较窄，热锻高温时金属流动性差，成型困难，而许多含铅的C83600,C84400,C54400，Qsn4-4-2.5，Qsn5-5-5锡青铜热锻时会裂，无法成型。只能用铸造制造所需零件，但是铸件的致密性差，力学性能低，生产效率不高，成品率低特别铅对环境污染，对人体健康有较大的危害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对锡青铜热加工范围较窄，高温塑性差，金属流动性能不足，热锻成型困难而提供的一种热锻性能良好的铜锡钛合金。

本发明的技术解决方案如下：一种热锻性能良好的铜锡钛合金，该合金包括以下重量百分比的各组分：Cu 90.0-96.0％，Sn 1.5-8.0％，Ti 0.2-4.0％，P 0.01-0.2％，Fe0.05-0.2％，Zn 0.5-5.0％，Pb＜0.02％，其他元素的总量不大于0.5％。

作为优选，该合金包括以下重量百分比的各组分：Cu 91.0-96.0％，Sn 1.5-6.5％，Ti 0.2-3.5％，P 0.01-0.15％，Fe 0.05-0.2％，Zn 0.5-4.0％，Pb＜0.02％，其他元素的总量不大于0.5％。

作为进一步优选，该合金包括以下重量百分比的各组分：Cu 92.0-96.0％，Sn1.5-4.5％，Ti 0.2-3.0％，P 0.01-0.1％，Fe 0.05-0.2％，Zn 0.5-3.5％，Pb＜0.02％，其他元素的总量不大于0.5％。

作为最优选，该合金包括以下重量百分比的各组分：Cu 92.0-95.0％，Sn 1.5-3.5％，Ti 0.2-2.0％，P 0.02-0.1％，Fe 0.05-0.2％，Zn 0.5-3.0％，Pb＜0.02％，其他元素的总量不大于0.5％，所述的其他元素包括0＜Si＜0.5％，Al＜0.5％，Zr＜0.5％，0＜La＜0.5％，0＜Ce＜0.5％，Ca＜0.5％，B＜0.5％，Ni＜0.5％，Mn＜0.5％。

本发明的有益效果是：本发明产品不但具有锡青铜各方面的优点，更主要拓宽了锡青铜的热加工的范围，热锻时金属流动性能良好，能满足各种复杂零件的热锻成型。热锻成品率高，成型的零件致密度，力学性能都远超翻砂成型的零件，可替代Qsn4-3，Qsn6.5-0.1，C83600，C84400，C54400,Qsn4-4-4，Qsn4-4-2.5，Qsn5-5-5能热锻成型的零件。大大减轻了翻砂铸造给环境的污染，也消除了铅对环境和人体健康的危害。本发明在锡青铜中加入一定比例的Ti，Ti的加入，Ti与Sn会形成TiSn金属间化合物不但提高了锡青铜的力学性能，而且使锡青铜的热加工范围得到了很大的拓宽，热锻性能得到很好的改善，热加工范围能达到650-800℃。本发明材料加入一定的Zn，能改善热锻时金属流动性能满足复杂零件热锻成型。为了本发明材料在热锻时不会产生开裂也严格控制Pb含量在0.02％以下，同时一定含量的Si的引入可改善本发明材料的切削性能。本发明最优选合金组成包括以下重量百分比的各组分：Cu 92.0-95.0％，Sn 1.5-3.5％，Ti 0.2-2.0％，P 0.02-0.1％，Fe 0.05-0.2％，Zn 0.5-3.0％，Pb＜0.02％，其他元素的总量不大于0.5％，所述的其他元素包括0＜Si＜0.5％，Al＜0.5％，Zr＜0.5％，0＜La＜0.5％，0＜Ce＜0.5％，Ca＜0.5％，B＜0.5％，Ni＜0.5％，Mn＜0.5％；热锻性能得到很好的改善，热加工范围能达到650-800℃。

具体实施方式

下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。

1.本发明实列合金样品制备方法为:

A.配料→中频感应电炉熔炼→全连铸拉Φ103mm铸锭→加热挤压Φ21mm→剥皮Φ20mm→拉伸Φ19mm成品。

其原料：Cu为1#电解铜，Sn为0#锡，Ti为铜钛中间合金Ti为67％，Zr为CuZr中间合金，Zr含量40％，稀土用镧铈混合稀土，铈含量为40％，Zn为0#锌，Si用铜硅中间合金，硅含量为20％，磷P用铜磷中间合金，P含量为15％。本发明材料加入的钛是铜钛中间合金，Ti67％，Cu33％，熔点为960℃，熔点低确保发明材料钛含量的稳定性，从而确保了热锻性能的稳定性。

B.Φ19mm棒切成热锻所需长度，加热热锻，热锻成型良好，机加工未发现气孔，夹渣，加工光洁度良好。

2、对比例-合金样品制备方法为：Qsn6.5-0.1

A配料→中频感应电炉熔炼→全连铸Φ80mm→加热挤压Φ21m→剥皮Φ20mm→拉伸Φ19mm成品。

其中原料：Cu为1#电解铜，Sn为0#锡，磷P用铜磷中间合金，P含量为15％。

B.Φ19mm棒切成热锻所需长度，加热热锻，热锻成型，热锻成型差，不符合要求。

3、对比例二合金样品制备方法为：Qsn4-4-4(C54400)

A配料→中频感应电炉熔炼→全连铸Φ22mm→剥皮Φ20mm→拉伸Φ19mm成品(Qsn4-4-4，热挤压裂，不能热加工)。

表一：各实施例化学成分

表二：各实施例性能对比

以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims

1. 一种热锻性能良好的铜锡钛合金，其特征在于，该合金包括以下重量百分比的各组分： Cu 90.0-96.0%，Sn 1.5-8.0%，Ti 0.2-4.0%，P 0.01-0.2%，Fe 0.05-0.2%，Zn 0.5-5.0%，Pb＜0.02%，其他元素的总量不大于0.5%。

2. 根据权利要求1所述的一种热锻性能良好铜锡钛合金，其特征在于，该合金包括以下重量百分比的各组分：Cu 91.0-96.0%，Sn 1.5-6.5%，Ti 0.2-3.5%，P 0.01-0.15%，Fe0.05-0.2%，Zn 0.5-4.0%，Pb＜0.02%，其他元素的总量不大于0.5%。

3. 根据权利要求1所述的一种热锻性能良好铜锡钛合金，其特征在于，该合金包括以下重量百分比的各组分：Cu 92.0-96.0%，Sn 1.5-4.5%，Ti 0.2-3.0%，P 0.01-0.1%，Fe0.05-0.2%，Zn 0.5-3.5%，Pb＜0.02%，其他元素的总量不大于0.5%。

4. 根据权利要求1所述的一种热锻性能良好铜锡钛合金，其特征在于，该合金包括以下重量百分比的各组分：Cu 92.0-95.0%，Sn 1.5-3.5%，Ti 0.2-2.0%，P 0.02-0.1%，Fe0.05-0.2%，Zn 0.5-3.0%，Pb＜0.02%，其他元素的总量不大于0.5%，所述的其他元素包括0＜Si＜0.5%，Al＜0.5%，Zr＜0.5%，0＜La＜0.5%，0＜Ce＜0.5%，Ca＜0.5%，B＜0.5%，Ni＜0.5%，Mn＜0.5%。