CN1358873A - 生产稀土铜基合金材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的生产稀土铜基合金材料方法,是在铜中加入铝、铁、硅、稀土、铬、钛等元素,真空熔炼,用液态模锻工艺生产的合金材料。采用稀土改性在合金材料强韧性的基体上,弥散分布着颗粒状硬相化合物,能大幅度提高合金材料的耐磨性、抗拉强度。该合金材料主要替化钢铁、铍青铜等金属材料,是一种特殊用途的耐磨材料。

Description

生产稀土铜基合金材料的方法

本发明涉及一种生产稀土铜合金材料，属于特种金属材料领域。

目前，现有的铜基合金材料存在两大问题，一是铜基合金材料基质硬，在制作诸如轧制不锈钢型材的轧辊时易损伤不锈钢表面，二是若基质软，铜基合金材料耐磨性及强度委低。

本发明的目的在于提供一种生产稀土铜基合金材料的方法，能够在柔软的铜基上形成微细、弥散分布、均匀的化合物硬质颗粒。使以铜为基的合金材料在耐磨性、抗冲击性能、抗拉强度等方面有大幅度的提高。该合金材料主要替化钢铁、铍青铜等金属材料，用于生产轧辊、轴套、瓦片及特殊用途的耐磨材料。

本发明是通过以下方案实现的：

本发明稀土铜合金材料是在铜中加入稀土、铝、铁、硅、铬、镍等元素，在真空中熔炼，用液态模锻工艺生产的合金材料。其主要技术特征是：

(1)采用稀土改性：在铜基合金材料强韧性的基体上，弥散分布颗粒状硬相(SiFe)化合物，能大幅度提高专用合金材料的耐磨性。

(2)采用真空感应熔炼技术，使稀土等元素烧损量减少到最低，O、N等气体杂质含量极低，加上电磁搅拌确保合金或成份准确、均匀。

(3)采用液态模锻新工艺，能提高铜基合金材料表面硬度更进一步强化耐磨性。

(4)高性能稀土铜基合金材料元素及成份范围：

元素	Al	Fe	Si	RE(Ce，La，Y)	Cr	Ti	Cu
								Wt％	3-15	1-10	1-10	0.01-5	0.1-5	0.1-10	45-94.79

本发明的生产稀土铜基合金材料的方法，其表面硬度达到HRc38-40，是基本韧性好，在润滑剂作用下有优良的耐磨性能，在柔软的铜基上弥散分布着硬质颗粒相FeSi，可确保轧制不锈钢管的优质表面和尺寸精度，以及机械轴、瓦、套等产品的制造机械轴、瓦、套的最佳选用材料。

下面结合附图对本发明进一步描述：

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的金相材料结构图。

本发明生产稀土铜基合金材料的实施例：

选用含Cu量大于99.8％的电解铜板、海棉状Ti、铝铜合金(Al 50％±0.5 Cu50％±0.5)工业纯铬、电工纯铁、稀土(TREM＞98％，Y/TREM≥99.5％).工业纯硅。按下列比例配料：

元素	Al	Fe	Si	RE(Ce，La，Y)	Cr	Ti	Cu
								Wt％	9.0	4.0	3.0	1	0.5	5	77.5

上述配好的料按Cr、Ti、Fe、Y、Si、Cu先下后上的顺序装入真空感应熔炼炉石墨坩埚内，抽真空到1Pa，加热到300℃除气15分，快速熔化并升温到1500-1550℃保温1小时。在真空炉内充隋性气体氩气，降温到1100℃左右，打开炉盖用木炭覆盖铜合金液体表面。铜合金液体倒入已预热的模腔中，并加压到300MPa保压5分钟，撤去压力，从模腔取出经液态模锻的稀土铜合金。其成份为：

元素	Al	Fe	Si	RE(Ce，La，Y)	Cr	Ti	Cu
								Wt％	8.89	3.76	2.94	0.97	0.48	4.87	77.92

其机械力学性能：

6_b：717MPa

δ_s：7.5％

α_k：6.25

表面硬度：HRc 42

Claims (3)

1、一种生产稀土铜基合金材料的方法，其特征在于：是在铜中加入铝、铁、硅、稀土、铬、钛元素，为重量百分比：

铝(Al)为3-15％、铁(Fe)为1-10％、硅(Si)为1-10％、

稀土(Ce、La、Y)为0.01-5％、铬(Cr)为0.1-5％

钛(Ti)为0.1-10％、铜(Cu)为45-94.79％。

2、根据权利要求1所述的生产稀土铜基合金材料方法，其特征在于：将上述配好的料按Cr、Ti、Fe、Y、Si、Cu先下后上的顺序装入真空感应熔炼炉石墨坩埚内，抽真空到1Pa，加热到300℃除气15分，快速熔化并升温到1500-1550℃保温1小时。

3、根据权利要求1或2所述的生产稀土铜基合金材料方法，其特征在于：在真空炉内充隋性气体氩气，降温到1100℃左右，打开炉盖用木炭覆盖铜合金液体表面。铜合金液体倒入已预热的模腔中，并加压到300MPa保压5分钟，撤去压力，从模腔取出经液态模锻的稀土铜合金。

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