CN111349811A - 一种铜合金材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铜合金材料，其特征在于，原料包括以重量百分比计的Al 4.8％～5.6％，Co 0.3％～0.5％，Ni 2.55％～2.95％，Si 0.65％～0.95％，Fe 0.55％～0.85％，Mn 0.05％～0.08％，Be 0.02％～0.05％，Sn 0.02％～0.04％，Zn 31.3％～34％及余量的Cu。本发明的铜合金材料具有高强度、耐高温性、高导热性、耐磨、高减摩性、耐腐蚀、工艺性好、易加工、价格低、比重小等优点，适合于制造行走马达减速机的核心零件如浮动密封环。

Description

一种铜合金材料

技术领域

本发明涉及一种铜合金材料，适用于制造行走马达的核心零件如浮动密封环，属于液压元件技术领域。

背景技术

在行走马达减速机的设计中，浮动密封是关键的密封设计，为极端工况提供良好的油液密封性能，并能有效阻挡破坏性和磨损性的材料进入设备，起到改善对轴承、齿轮的保护和设备整体性能。具体有以下要求：一、其密封面应保证必要的润滑条件，要具有一定的强度和耐磨性。二马达减速机工作温度最高可达到100℃，要具有高耐高温和耐腐蚀的性能。现有的用于制造浮动油封密封环的材料多为合金铸铁，缺点是耐腐蚀性较差、导热性较差、硬度高、脆性大、工艺性差、不易加工，价格高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有浮动密封环的材料采用合金铸铁材料制造的浮动油封密封环耐腐蚀性较差、导热性较差、硬度高、脆性大、工艺性差、不易加工，价格高的缺点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铜合金材料，其特征在于，原料包括以重量百分比计的Al 4.8％～5.6％，Co 0.3％～0.5％，Ni 2.55％～2.95％，Si 0.65％～0.95％，Fe 0.55％～0.85％，Mn 0.05％～0.08％，Be 0.02％～0.05％，Sn 0.02％～0.04％，Zn 31.3％～34％及余量的Cu。

上述原料中，各成分的作用如下：

1、Al：铝能显著缩小黄铜的α区，使β相区扩大，铝含量过高时，将出现γ相，可提高硬度、强度和耐蚀性，但塑性降低。铝在铜表面上的离子化倾向比锌大，能优先与腐蚀介质中的氧结合而形成坚硬致密的氧化薄膜，从而提高铜的耐蚀性能。

2、Co：钴能显著提高耐高温、耐磨性和切削性能，提高铜抗压、抗疲劳强度。

3、Ni：镍能显著提高铜的强度、硬度，又保持良好的塑性；提高耐蚀性、耐磨性和热电性；可降低铜的脆性转变温度，提高铜的低温韧性；易加工。镍对脱锌及应力腐蚀起稳定作用。

4、Si：硅能显著提高铜的强度、硬度，起到强化作用，提高耐蚀性。

5、Fe：铁在铜中溶解度极小，少量的铁能抑制铜变脆的自行退火现象，显著减少合金的脆性，加入0.5～1％的铁含量使得晶粒细化，阻止晶粒长大。Fe与Mn、Ni、Sn互相配合时可以提高铜的强度、腐蚀性。

6、Mn：锰能很好的固溶于铜，产生固溶强化，提高强度和硬度。锰能显著提高铜的耐蚀性。

7、Be：铍能提高铜的强度、硬度和耐蚀性。

8、Sn：锡能少量溶于α相及(α+β)黄铜中，抑制脱锌的作用，提高耐蚀性，改善耐磨性。

9、Zn：锌能大量溶于铜锡合金的α固溶体中，能改善流动性，减小结晶温度范围，提高铜的耐蚀性、强度、硬度，含锌低于36％的铜锡合金由固溶体组成，具有良好的冷加工性能。在铜锌合金中，加入少量的其它元素组成多元复杂的铜合金，加入1％(重量百分比)的某元素后，其金相组织的变化相当于增加或者减少多少锌的系数因子，称为该元素的“锌当量系数”。

本发明的铜合金材料具有高强度、耐高温性、高导热性、耐磨、高减摩性、耐腐蚀、工艺性好、易加工、价格低、比重小等优点，适合于制造行走马达减速机的核心零件如浮动密封环。

附图说明

图1为浮动密封结构的示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1-3

一种铜合金材料，实施例1-3中各原料的重量百分比如表1所示。

表1

本发明的制备方法为：按顺序将电解铜、硅、铁、钴、镍、硅、铍、锰、铝、锌、和锡(所有直接加入合金液的电解铜、铁、钴、镍、铍、锰、镍、铝、锌、和锡，入炉前均需放炉口预热)加入到熔化炉中，最后再加回炉料，熔化炉的温度为1100～1200℃，熔炼50s～60s后，浇注到模具中，进行自然冷却。

本发明下料顺序依次遵循以下原则：(1)先多后少，以铜为主，先为电解铜；(2)熔点高的先加，熔点低的后加；(3)难氧化元素先加，易氧化的后加。

通过试验，实施例1-3制得的铜合金材料的性能数据见表2。

表2

将普通铜合金材料与实施例1-3制得的铜合金材料制成的浮动密封环分别进行以下试验：

如图1所示，为浮动密封结构示意图，将密封环一1(合金钢)与密封环二2(铜合金)配合在一起旋转运动，配合端面要保证具有一定的润滑油膜。

在旋转试验过程中，普通铜合金材料制成的密封环，易磨损，产生掉屑、坑点等现象，密封环一1(合金钢)处温度高，易产生烧伤现象。而实施例1-3制得的铜合金材料制成的密封环磨损小，不会产生掉屑、坑点等现象，密封环一1(合金钢)处温度低，不会产生烧伤现象。

普通铜合金材料与实施例1-3制得的铜合金材料制成的密封环试验100小时后磨损量、浮动密封环温度对比数据见表3。

表3

Claims (1)

1.一种铜合金材料，其特征在于，原料包括以重量百分比计的Al 4.8％～5.6％，

Co 0.3％～0.5％，Ni 2.55％～2.95％，Si 0.65％～0.95％，Fe 0.55％～0.85％，Mn

0.05％～0.08％，Be 0.02％～0.05％，Sn 0.02％～0.04％，Zn 31.3％～34％及余量的Cu。

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