CN114686722B - 稀土氮化物弥散强化黄铜合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稀土氮化物弥散强化黄铜合金及其制备方法，黄铜合金由α单相黄铜和稀土氮化物组成；黄铜合金中的α单相黄铜和稀土氮化物的质量份数比为：(18.5‑19.5):1。稀土氮化物由直径小于0.5um的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒混合而成，稀土氮化物中的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒得质量比为1:(1.9‑2.1):1。本发明制成的黄铜合金具有高硬质、高耐磨性、高导电导热的特点。

Description

稀土氮化物弥散强化黄铜合金及其制备方法

技术领域

本发明属于黄铜合金技术领域，尤其是涉及一种高硬质、高耐磨性、高导电导热，且具有一定延展性能的稀土氮化物弥散强化黄铜合金及其制备方法。

背景技术

铜合金主要用真空熔炼和粉末冶金的工艺来制备。

采用真空熔炼时，由于合金元素与铜的密度相差较大，在熔炼过程中，添加的合金粉末颗粒无法均匀的分布在基体铜熔液中，易形成成分偏析，影响合金产品的抗疲劳性能；

在采用真空自耗电弧炉熔炼技术时，熔炼前必须采用较大吨位的油压机制备自耗电极，工序繁琐，合金颗粒利用率低。生产大规格铜合金铸锭时，不能有效的去除低密度、高密度夹杂，且该工艺仅能用来生产圆铸锭。为了消除元素偏析，大多数最终产品必须进行重熔，严重降低了产品的生产效率；

采用粉末冶金的方法制备时，由于要减小增强相粉末颗粒直径的大小，通常使用球磨法机械混合，但上述方法无法使粉末颗粒均匀化，导致合金材料的力学性能降低；在机械混合的过程中，合金粉末中会引入氧和铁的污染对合金样品的强度及其导电导热性能产生了很大的影响；粉末冶金制备铜合金的方法，由于其工艺限制，且不适合大规模铜合金产品的生产。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种高硬质、高耐磨性、高导电导热，且具有一定延展性能的稀土氮化物弥散强化黄铜合金及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种稀土氮化物弥散强化黄铜合金，所述黄铜合金由α单相黄铜和稀土氮化物组成；黄铜合金中的α单相黄铜和稀土氮化物的质量份数比为：(18.5-19.5):1。

作为优选，所述稀土氮化物由直径小于0.5um的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒混合而成，稀土氮化物中的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒的质量份数比为1:(1.9-2.1):1。

本发明由α单相黄铜和稀土氮化物(氮化铈、氮化钇和氮化镧)组成。稀土氮化物作为增强相粉末颗粒均匀的分散在黄铜合金的内部，细化了黄铜合金内晶粒尺寸，使黄铜合金内部形成具有弥散的柯氏气团，形成超稳定的强化态，提升了黄铜合金的抗高温蠕变性；另外，黄铜中的锌元素又与稀土氮化物在复合的铜合金基体中形成了复合弥散颗粒，阻碍了晶内和晶界处位错的移动，形成了一种晶内的细化机制，从而提高了黄铜合金的硬度和抗拉强度。

本发明的稀土氮化物颗粒的引入，弥补了稀土氧化物添加强化铜合金的一些缺陷。首先，氧化物在弥散强化的过程中，其内氧化过程的快慢会直接导致合金性能的优劣，内氧化过程取决于氧的溶解度和氧在基体金属中的扩散速度，而稀土氧化物在基体中的溶解度和扩散速度都是很低的，且可发生内氧化过程的元素相对有限；其次，氧化物在热形成过程中，氧与添加的稀土元素(如Y元素)和锌结合易形成尺寸较大的氧化物复合颗粒，氧化物复合颗粒在材料高温服役过程中易发生长大，导致材料高温力学性能下降。

本发明中的稀土氮化物易与黄铜中的锌元素形成稳定的氮化锌复合弥散颗粒，改善了α单相黄铜在锻造等热加工过程中易出现中温脆性的不足，克服了氧化物弥散强化合金中氧化物弥散相长大的缺陷。与添加稀土氧化物相比较，在相同的制备工艺条件下，稀土氮化物在合金基体中形成的颗粒更小，强化效果更加明显；另外，氮化物的加入会使合金中引入一定固溶的氮元素，从而达到增强合金塑性，提高合金延伸率的作用。同时固溶的氮元素会显著增加铜合金基体变形过程中的残余应力，进一步提高了合金的显微硬度。

一种基于稀土氮化物弥散强化黄铜合金的制备方法，包括上端开口的炉体，设于炉体上的盖板，分别设于盖板左部和右部的两条用于向炉体内通气的进气管，设于盖板上的搅拌器，设于盖板上的排气孔和温度传感器；所述搅拌器包括设于盖板中部内的电机、与电机连接的向下延伸的竖向转轴，与竖向转轴下端连接的若干个涡轮式叶片；所述进气管包括水平管和与水平管一端连接的竖管；所述竖管上设有向外弧形拱起的弧形管，弧形管下部上设有若干条间隔排列的下料管，各条下料管与弧形管连接处均设有过滤网，各条下料管的过滤网的网目尺寸按照距离竖管从近至远的顺序逐渐变大；水平管另一端与惰性气体压力罐连接，所述水平管上设有透明容器，所述透明容器的出料口上设有手动开关；

包括如下步骤：

3-1，工作人员准备α单相黄铜锭和稀土氮化物，使α单相黄铜锭和稀土氮化物的质量份数比为：(18.5-19.5):1；

将准备好的α单相黄铜锭放入炉体内加热，使α单相黄铜锭熔化成黄铜熔融液，然后，将盖板盖到炉体上，使各条下料管下部和温度传感器的探头进入黄铜熔融液中，使弧形管位于黄铜熔融液上方；

3-2，打开惰性气体压力罐的阀门，向炉体内的黄铜熔融液中通入温度为540℃至560℃，压力为0.45Mpa至0.55MPa的惰性气体，使炉体内的黄铜熔融液的温度位于1093℃至1250℃范围内30分钟；

3-3，打开电机的开关，电机通过竖向转轴带动各个涡轮式叶片对炉体内的黄铜熔融液进行机械搅拌；

使电机转速位于650rpm至670rpm范围内，工作人员将准备好的稀土氮化物颗粒分成两等份，将两等份的稀土氮化物颗粒分别装入两个透明容器中，使两个透明容器以出料口向下的姿态分别与两条水平管连接；

工作人员将两个透明容器的手动开关打开，两个透明容器中的稀土氮化物颗粒分别落入两条进气管的水平管中，进入两条进气管中的惰性气体分别将其中的稀土氮化物颗粒吹入黄铜熔融液内部；

当工作人员发现两个透明容器没有稀土氮化物颗粒5分钟之后，工作人员关闭两个手动开关；

机械搅拌持续45分钟后，得到稀土氮化物弥散强化的黄铜合金熔融液；

3-4，工作人员关闭电机开关和惰性气体压力罐的阀门，打开盖板，将炉体内的黄铜合金熔融液倒出，将黄铜合金液冷却压铸成生坯样品，对生坯样品进行真空高温脱气，得到固态黄铜合金样品；

3-5，对固态黄铜合金样品进行热时效处理，得到稀土氮化物弥散强化黄铜合金。

作为优选，所述盖板下表面上设有套在竖向转轴外侧的套管，套管上端与盖板下表面固定连接，设于套管下端的圆形挡板上设有用于穿过竖向转轴的开口，套管位于黄铜熔融液上方；

位于套管内的竖向转轴上设有叶轮，叶轮外侧的套管上设有环形陶瓷网，环形陶瓷网上边缘和下边缘上分别设有上陶瓷挡环和下陶瓷挡环，上陶瓷挡环和下陶瓷挡环之间设有套筒，套筒上设有N个与套管内部连通的导气管，所述导气管下端设有可伸入黄铜熔融液中的条形壳体，所述条形壳体左侧端部设有若干个出气孔，N≥3；套管上部设有进气口，竖向转轴与开口之间设有转轴密封圈，套筒和上陶瓷挡环之间设有上密封圈，套筒和下陶瓷挡环之间设有下密封圈；

还包括如下步骤：随着各个涡轮式叶片的持续转动，通入黄铜熔融液中的惰性气体由黄铜熔融液内部逐渐扩散至液面上方；同时随着叶轮的旋转，套管内产生负压，黄铜熔融液上方的惰性气体经过进气口进入套管中，惰性气体通过各个导气管分别进入各个条形壳体中，惰性气体从各个出气孔喷出，惰性气体离开条形壳体的反作用力推动各个条形壳体同向旋转，各个条形壳体对黄铜熔融液进行搅拌，扩散至液面上方的惰性气体重新分散到黄铜熔融液上部内，多余的惰性气体从排气孔排出。

作为优选，所述对生坯样品进行真空高温脱气过程中的脱气温度为650℃至900℃，处理时间为4h至10h。

作为优选，所述对固态黄铜合金样品进行热时效处理过程中的保温温度为550℃至650℃，保温时间为65h至75h。

作为优选，竖向转轴、涡轮叶片、条形壳体、套管、进气管、套筒、叶轮、导气管均采用碳化硅陶瓷材料制成。

作为优选，转轴密封圈、上密封圈和下密封圈均为陶瓷密封圈。

本发明采用利用机械搅拌至氮化物增强颗粒均匀分散在黄铜熔融液中，得到稀土氮化物弥散强化的黄铜合金熔融液。黄铜合金熔融液经压铸成型后得到生坯，生坯经真空高温脱气后对生坯进行热时效处理恢复合金的导热导电性，本发明的稀土氮化物弥散强化黄铜合金的材料组织内部晶粒细小、组织分布均匀，且制备工艺简单、操作简便、材料利用率高，适用于制备高硬质、高耐磨性、高导电等优异性能的黄铜合金产品。

本发明在电机的带动下，一方面将经热惰性气体鼓吹至黄铜熔融液内的稀土氮化物颗粒与炉体底部液流混合，随着各个涡轮式叶片的持续转动，通入黄铜熔融液中的惰性气体由黄铜熔融液内部逐渐扩散至液面上方；同时随着叶轮的旋转，套管内产生负压，黄铜熔融液上方的惰性气体经过进气口进入套管中，惰性气体通过各个导气管分别进入各个条形壳体中，惰性气体从各个出气孔喷出，惰性气体离开条形壳体的反作用力推动各个条形壳体同向旋转，各个条形壳体对黄铜熔融液进行搅拌，扩散至液面上方的惰性气体重新分散到黄铜熔融液上部内，多余的惰性气体从排气孔排出。

实现了炉体内的热惰性气体的内循环，有利于大幅度提高液流与稀土氮化物粉末颗粒的接触面积，达到稀土氮化物粉末颗粒充分均匀分散至黄铜熔融液的目的。

本发明可通过调节感应电炉炉体的电流大小和电机转速使稀土氮化物增强颗粒均匀分散过程中的温度保持在1193℃～1250℃。

本发明的稀土氮化物弥散强化黄铜合金的制备方法中，由于黄铜中不可避免的杂质和生坯真空高温脱气过程中，会引入一部分固溶体原子进入黄铜合金中，这对合金的导电性能有很大的影响。在纯金属中，载流子在任何温度下都携带大部分热量。然而，固溶体原子等杂质对电子载流具有很强的非弹性散射效应，导致电子的自由程度显著减少，抑制黄铜合金的热扩散性，进而影响到合金的导电性能。本发明的制备方法中，对浇铸后的稀土氮化物弥散强化黄铜合金样品进行了550℃～650℃下保温65h～75h的热时效工艺处理，可有效的析出黄铜合金中的固溶体杂质，由此来恢复固溶体杂质对黄铜合金导电性能抑制的效果。使铸锭样品的导电导热性能得到良好的改善，有利于制备出高硬质、高耐磨性、高导电导热的黄铜合金。

因此，本发明具有如下有益效果：

制成的铜合金具有高硬质、高耐磨性、高导电导热且具有一定延展性能的特点；制备工艺简单、操作容易、应用范围广。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的搅拌器的一种结构示意图；

图3是本发明的弧形管和下料管的一种仰视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

本实施例是一种稀土氮化物弥散强化黄铜合金，黄铜合金由α单相黄铜和稀土氮化物组成；黄铜合金中的α单相黄铜和稀土氮化物的质量份数比为：19:1。

稀土氮化物由直径小于0.5um的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒混合而成，稀土氮化物中的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒的质量份数比为1:2:1。

如图1、图2所示的一种稀土氮化物弥散强化黄铜合金的制备方法，包括上端开口的炉体1，设于炉体上的盖板2，分别设于盖板左部和右部的两条用于向炉体内通气的进气管21，设于盖板上的搅拌器，设于盖板上的排气孔22和温度传感器23；搅拌器包括设于盖板中部内的电机31、与电机连接的向下延伸的竖向转轴32，与竖向转轴下端连接的3个涡轮式叶片33；进气管包括水平管201和与水平管一端连接的竖管202；如图1、图3所示，竖管上设有向外弧形拱起的弧形管203，弧形管下部上设有多条间隔排列的下料管204，各条下料管与弧形管连接处均设有过滤网，各条下料管的过滤网的网目尺寸按照距离竖管从近至远的顺序逐渐变大；每个过滤网的网目尺寸均＞0.5um，水平管另一端与惰性气体压力罐连接，如图1所示，水平管上设有透明容器211，透明容器的出料口上设有手动开关212；炉体为坩锅炉，炉体和盖板所用的材料均为氧化铝陶瓷。

包括如下步骤：

3-1，工作人员准备α单相黄铜锭和稀土氮化物，使α单相黄铜锭和稀土氮化物的质量份数比为：19:1；

将准备好的α单相黄铜锭放入炉体内加热，使α单相黄铜锭熔化成黄铜熔融液，然后，将盖板盖到炉体上，使各条下料管下部和温度传感器的探头进入黄铜熔融液5中，使弧形管位于黄铜熔融液上方；

打开惰性气体压力罐的阀门，向炉体内的黄铜熔融液中通入温度为550℃，压力为0.5MPa的氩气，使炉体内的黄铜熔融液的温度位于1200℃范围内30分钟；

3-3，打开电机的开关，电机通过竖向转轴带动各个涡轮式叶片对炉体内的黄铜熔融液进行机械搅拌；

使电机转速位于660rpm范围内，工作人员将准备好的稀土氮化物颗粒分成两等份，将两等份的稀土氮化物颗粒分别装入两个透明容器中，使两个透明容器以出料口向下的姿态分别与两条水平管连接；

工作人员将两个透明容器的手动开关打开，两个透明容器中的稀土氮化物颗粒分别落入两条进气管的水平管中，进入两条进气管中的氩气分别将其中的稀土氮化物颗粒吹入黄铜熔融液内部；

如图2所示，盖板下表面上设有套在竖向转轴外侧的套管4，套管上端与盖板下表面固定连接，设于套管下端的圆形挡板上设有用于穿过竖向转轴的开口，套管位于黄铜熔融液上方；

位于套管内的竖向转轴上设有叶轮41，叶轮外侧的套管上设有环形陶瓷网42，环形陶瓷网上边缘和下边缘上分别设有上陶瓷挡环43和下陶瓷挡环44，上陶瓷挡环和下陶瓷挡环之间设有套筒45，套筒上设有5个与套管内部连通的导气管46，导气管下端设有可伸入黄铜熔融液中的条形壳体47，条形壳体左侧端部设有多个出气孔471；套管上部设有进气口48，竖向转轴与开口之间设有转轴密封圈，套筒和上陶瓷挡环之间设有上密封圈，套筒和下陶瓷挡环之间设有下密封圈；

还包括如下步骤：随着各个涡轮式叶片的持续转动，通入黄铜熔融液中的氩气由黄铜熔融液内部逐渐扩散至液面上方；同时随着叶轮的旋转，套管内产生负压，黄铜熔融液上方的惰性气体经过进气口进入套管中，氩气通过各个导气管分别进入各个条形壳体中，氩气从各个出气孔喷出，氩气离开条形壳体的反作用力推动各个条形壳体同向旋转，各个条形壳体对黄铜熔融液进行搅拌，扩散至液面上方的氩气重新分散到黄铜熔融液上部内，多余的氩气从排气孔排出。

当工作人员发现两个透明容器没有稀土氮化物颗粒5分钟之后，工作人员关闭两个手动开关；

机械搅拌持续45分钟后，得到稀土氮化物弥散强化的黄铜合金熔融液；

3-4，工作人员关闭电机开关和氩气压力罐的阀门，打开盖板，将炉体内的黄铜合金熔融液倒出，将黄铜合金液冷却压铸成生坯样品，对生坯样品进行真空高温脱气，脱气温度为800℃，处理时间为8h，得到固态黄铜合金样品；

3-5，对固态黄铜合金样品进行热时效处理，保温温度为600℃，保温时间为70h，得到稀土氮化物弥散强化黄铜合金。

竖向转轴、涡轮叶片、条形壳体、套管、进气管、套筒、叶轮、导气管均采用碳化硅陶瓷材料制成。

转轴密封圈、上密封圈和下密封圈均为陶瓷密封圈。

实施例2

本实施例中的黄铜合金中的α单相黄铜和稀土氮化物的质量份数比为：18.5:1，稀土氮化物中的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒的质量份数比为1:1.9:1；机械搅拌温度为1200℃，脱气温度为900℃，处理时间4h；热时效处理条件为550℃下保温75h；本实施例中其它结构和方法部分与实施例1中相同。

实施例3

本实施例中的黄铜合金中的α单相黄铜和稀土氮化物的质量份数比为：19.5:1，稀土氮化物中的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒的质量份数比为1:2.1:1；机械搅拌温度为1210℃；脱气温度为700℃，处理时间6h；热时效处理条件为565℃下保温70h；本实施例中其它结构和方法部分与实施例1中相同。

实施例4

本实施例中的黄铜合金中的α单相黄铜和稀土氮化物的质量份数比为：18.5:1，稀土氮化物中的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒的质量份数比为1:2.1:1；机械搅拌温度为1225℃；脱气温度为850℃，处理时间5.5h；热时效处理条件为580℃下保温68h；本实施例中其它结构和方法部分与实施例1中相同。

实施例5

本实施例中的黄铜合金中的α单相黄铜和稀土氮化物的质量份数比为：19.5:1，稀土氮化物中的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒的质量份数比为1:1.9:1；机械搅拌温度为1235℃；脱气温度为800℃，处理时间6h；热时效处理条件为590℃下保温70h；本实施例中其它结构和方法部分与实施例1中相同。

实施例6

本实施例中的黄铜合金中的α单相黄铜和稀土氮化物的质量份数比为：19.2:1，稀土氮化物中的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒的质量份数比为1:1.98:1；机械搅拌温度为1250℃；脱气温度为650℃，处理时间10h；热时效处理条件为650℃下保温60h；本实施例中其它结构和方法部分与实施例1中相同。

将实施例1～6热时效处理后的稀土氮化物弥散强化黄铜合金复合材料，经冷却后分别对其维氏硬度、相对密度、导电率和抗拉强度进行测定。具体实施方法如下：采用阿基米德原理对样品的密度进行测量，并计算出其相对密度；采用HVM—G21在0.1kgf的载荷下测量样品的维氏硬度；导电率采用FD-102数字便携式金属导电率测试仪测试；样品的抗拉强度采用室温拉伸实验机进行测定。

下表为实施例1～6的性能对比数据：

上述实施例只用于补充说明本发明，除此之外，还有多种不同的以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种稀土氮化物弥散强化黄铜合金的制备方法，其特征是，所述黄铜合金由 单相黄铜和稀土氮化物组成；黄铜合金中的单相黄铜和稀土氮化物的质量份数比为：（18.5-19.5）:1；所述稀土氮化物由直径小于0.5um的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒混合而成，稀土氮化物中的氮化铈粉末颗粒、氮化钇粉末颗粒和氮化镧粉末颗粒的质量份数比为1:（1.9-2.1）:1；

包括上端开口的炉体（1），设于炉体上的盖板（2），分别设于盖板左部和右部的两条用于向炉体内通气的进气管（21），设于盖板上的搅拌器，设于盖板上的排气孔（22）和温度传感器（23）；所述搅拌器包括设于盖板中部内的电机（31）、与电机连接的向下延伸的竖向转轴（32），与竖向转轴下端连接的若干个涡轮式叶片（33）；所述进气管包括水平管（201）和与水平管一端连接的竖管（202）；所述竖管上设有向外弧形拱起的弧形管（203），弧形管下部上设有若干条间隔排列的下料管（204），各条下料管与弧形管连接处均设有过滤网，各条下料管的过滤网的网目尺寸按照距离竖管从近至远的顺序逐渐变大；水平管另一端与惰性气体压力罐连接，所述水平管上设有透明容器（211），所述透明容器的出料口上设有手动开关（212）；

包括如下步骤：

1-1，工作人员准备单相黄铜锭和稀土氮化物，使单相黄铜锭和稀土氮化物的质量份数比为：（18.5-19.5）:1；

将准备好的单相黄铜锭放入炉体内加热，使单相黄铜锭熔化成黄铜熔融液，然后，将盖板盖到炉体上，使各条下料管下部和温度传感器的探头进入黄铜熔融液中，使弧形管位于黄铜熔融液上方；

1-2，打开惰性气体压力罐的阀门，向炉体内的黄铜熔融液中通入温度为540℃至560℃，压力为0.45MPa至0.55MPa的惰性气体，使炉体内的黄铜熔融液的温度位于1093℃至1250℃范围内30分钟；

1-3，打开电机的开关，电机通过竖向转轴带动各个涡轮式叶片对炉体内的黄铜熔融液进行机械搅拌；

使电机转速位于650rpm至670rpm范围内，工作人员将准备好的稀土氮化物颗粒分成两等份，将两等份的稀土氮化物颗粒分别装入两个透明容器中，使两个透明容器以出料口向下的姿态分别与两条水平管连接；

工作人员将两个透明容器的手动开关打开，两个透明容器中的稀土氮化物颗粒分别落入两条进气管的水平管中，进入两条进气管中的惰性气体分别将其中的稀土氮化物颗粒吹入黄铜熔融液内部；

所述盖板下表面上设有套在竖向转轴外侧的套管（4），套管上端与盖板下表面固定连接，设于套管下端的圆形挡板上设有用于穿过竖向转轴的开口，套管位于黄铜熔融液上方；

位于套管内的竖向转轴上设有叶轮（41），叶轮外侧的套管上设有环形陶瓷网（42），环形陶瓷网上边缘和下边缘上分别设有上陶瓷挡环（43）和下陶瓷挡环（44），上陶瓷挡环和下陶瓷挡环之间设有套筒（45），套筒上设有N个与套管内部连通的导气管（46），所述导气管下端设有可伸入黄铜熔融液中的条形壳体（47），所述条形壳体左侧端部设有若干个出气孔（471），N≥3；套管上部设有进气口（48），竖向转轴与开口之间设有转轴密封圈，套筒和上陶瓷挡环之间设有上密封圈，套筒和下陶瓷挡环之间设有下密封圈；

还包括如下步骤：随着各个涡轮式叶片的持续转动，通入黄铜熔融液中的惰性气体由黄铜熔融液内部逐渐扩散至液面上方；同时随着叶轮的旋转，套管内产生负压，黄铜熔融液上方的惰性气体经过进气口进入套管中，惰性气体通过各个导气管分别进入各个条形壳体中，惰性气体从各个出气孔喷出，惰性气体离开条形壳体的反作用力推动各个条形壳体同向旋转，各个条形壳体对黄铜熔融液进行搅拌，扩散至液面上方的惰性气体重新分散到黄铜熔融液上部内，多余的惰性气体从排气孔排出；

当工作人员发现两个透明容器没有稀土氮化物颗粒5分钟之后，工作人员关闭两个手动开关；

机械搅拌持续45分钟后，得到稀土氮化物弥散强化的黄铜合金熔融液；

1-4，工作人员关闭电机开关和惰性气体压力罐的阀门，打开盖板，将炉体内的黄铜合金熔融液倒出，将黄铜合金熔融液冷却压铸成生坯样品，对生坯样品进行真空高温脱气，得到固态黄铜合金样品；

1-5，对固态黄铜合金样品进行热时效处理，得到稀土氮化物弥散强化黄铜合金。

2.根据权利要求1所述的稀土氮化物弥散强化黄铜合金的制备方法，其特征是，所述对生坯样品进行真空高温脱气过程中的脱气温度为650℃至900℃，处理时间为4h至10h。

3.根据权利要求1所述的稀土氮化物弥散强化黄铜合金的制备方法，其特征是，所述对固态黄铜合金样品进行热时效处理过程中的保温温度为550℃至650℃，保温时间为65h至75h。

4.根据权利要求2或3所述的稀土氮化物弥散强化黄铜合金的制备方法，其特征是，竖向转轴、涡轮叶片、条形壳体、套管、进气管、套筒、叶轮、导气管均采用碳化硅陶瓷材料制成。

5.根据权利要求2或3所述的稀土氮化物弥散强化黄铜合金的制备方法，其特征是，转轴密封圈、上密封圈和下密封圈均为陶瓷密封圈。

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