專利名稱：多組元耐磨黃銅合金及其管材成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及銅基合金及其成型的方法，本合金適宜于生產(chǎn)高強(qiáng)度、高耐磨性能的金屬制品，尤其是應(yīng)用于汽車同步器齒環(huán)材料的生產(chǎn)。
汽車同步器齒環(huán)材料國內(nèi)外研究較多，一般是在黃銅基礎(chǔ)上添加Al，Mn，Si，F(xiàn)e，Co，Ni元素，以增加強(qiáng)度和耐磨性能；其管材成型方法有離心鑄造法，擠壓法，水平連鑄法等，但都存在不足之處。如日本汽車公司為生產(chǎn)耐磨黃銅管材，采用真空離心鑄造法，該法設(shè)備昂貴，投資大；德國汽車公司則采用連續(xù)鑄錠—熱擠壓成形的方法，流程長，成本高；國內(nèi)汽車生產(chǎn)廠家除采用非真空離心鑄造法，熱擠壓法外，還采用水平連鑄法，見專利93120535，但是該方法受重力作用易產(chǎn)生重力偏析，造成成分不均及壁厚偏差大。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種多組元耐磨，高強(qiáng)度的黃銅合金和將其制備成管材的方法，而且這種方法生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)成本低，成品率高。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的采用的技術(shù)方案是合理設(shè)計(jì)合金成分，添加稀土元素，合金成分(wt％)為Cu56-65％，Al 0.9-6.0％，Mn 1.5-7.0％，Si 0.4-0.8％，F(xiàn)e0.5-1.0％，Sn 0.1-0.3％，Pb 0.1-0.3％。
添加稀土Re0.05-0.4％，稀土元素的加入以凈化晶界，細(xì)化晶粒，改善耐磨黃銅的組織和性能。
采用立式連續(xù)鑄造法，合理設(shè)計(jì)結(jié)晶器，控制爐溫、水壓，澆鑄溫度，以及冷卻速度、拉鑄速度等工藝參數(shù)，同時加大外磁場，使感應(yīng)線圈引起的磁場達(dá)到結(jié)晶器，在電磁強(qiáng)力攪拌作用下，使合金溶液在結(jié)晶器內(nèi)一定的位置上凝固，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)管材。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其顯著效果和優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為解決了五種元素以上黃銅合金垂直連鑄的技術(shù)難題，批量生產(chǎn)出高質(zhì)量的管材，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本，成品率達(dá)80％，還可根據(jù)用戶需要更換牌號和規(guī)格。
下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
實(shí)例1Hal 62-4-3-0.1耐磨黃銅管的生產(chǎn)工藝。
首先配料其組元成分wt％為Cu56-62 Al2.7-4.5 Mn2.5-3.5Si0.4-0.8 Fe0.5-1.0 Sn0.1-0.3Pb0.1-0.30 富Ce0.05-0.40 Zn為余量。
合金配置以中間合金熔點(diǎn)高低按順序加入熔煉爐內(nèi)，經(jīng)成分調(diào)整，精煉、除氣、除渣；當(dāng)溫度達(dá)1100℃時熔體從熔煉爐、經(jīng)保溫爐、至結(jié)晶器內(nèi)，隨即被拉鑄成黃銅合金管材，其澆鑄溫度為T澆℃＝1050±5℃，拉鑄速度為V拉＝6.0-8.0cm/min。
管材的性能指標(biāo)達(dá)到σb≥20Mpa δ5≥5％ HB≥130
權(quán)利要求
1.多組元耐磨黃銅合金，其特征在于合理設(shè)計(jì)合金成分，添加稀土元素，合金成分(wt％)為Cu 56-65％，Al 0.9-6.0％，Mn 1.5-7.0％，Si 0.4-0.8％，F(xiàn)e 0.5-1.0％，Sn 0.1-0.3％，Pb 0.1-0.3％，添加稀土Re0.05～0.4％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多組元耐磨黃銅合金，其特征在于其組元成分wt％為Cu56-62 Al2.7-4.5 Mn2.5-3.5Si0.4-0.8 Fe0.5-1.0 Sn0.1-0.3Pb0.1-0.30 富Ce0.05-0.40 Zn為余量。
3.多組元耐磨黃銅合金管材成形方法，其特征在于采用立式連續(xù)鑄造法，合理設(shè)計(jì)結(jié)晶器，控制爐溫、水壓，澆鑄溫度，以及冷卻速度、拉鑄速度等工藝參數(shù)，同時加大外磁場，使感應(yīng)線圈引起的磁場達(dá)到結(jié)晶器，在電磁強(qiáng)力攪拌作用下凝固，通過控制上述工藝參數(shù)，使合金溶液在結(jié)晶器內(nèi)一定的位置上凝固，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)管材。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多組元耐磨黃銅合金管材成形方法，其特征在于合金配置以中間合金熔點(diǎn)高低按順序加入熔煉爐內(nèi)，經(jīng)成分調(diào)整，精煉、除氣、除渣；當(dāng)溫度達(dá)1100℃時熔體從熔煉爐、經(jīng)保溫爐、至結(jié)晶器內(nèi)，隨即被拉鑄成黃銅合金管材，其澆鑄溫度為T澆℃＝1050±5℃，拉鑄速度為V拉＝6.0-8.0cm/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及銅基合金及其成型的方法，適宜于生產(chǎn)高強(qiáng)度、高耐磨性能的金屬制品，尤其是應(yīng)用于汽車同步器材料的生產(chǎn)，其特征在于合理設(shè)計(jì)合金成分，添加稀土元素，采用立式連續(xù)鑄造法，嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，在電磁強(qiáng)力攪拌作用下，使合金溶液在結(jié)晶器內(nèi)一定的位置上凝固并拉鑄成管材，解決了五種元素以上黃銅合金垂直連鑄的技術(shù)難題，批量生產(chǎn)出高質(zhì)量的管材，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本，成品率達(dá)80％，還可根據(jù)需要更換牌號和規(guī)格。
文檔編號B22D11/11GK1462814SQ0211948
公開日2003年12月24日 申請日期2002年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月28日
發(fā)明者張勝華, 馬斌, 肖蔭果 申請人:中南大學(xué)