CN103882258B - 一种阀座用锌合金材料及其制备方法 - Google Patents

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一种阀座用锌合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铜13.0-14.5、锰1.0-1.2、锡0.06-0.08、锑0.1-0.2、铬1.8-2.3、钼0.05-0.08、钒1.2-1.5、镍0.03-0.05、余量为锌。本发明合金通过添加Mn，降低了热导率，减少了热损失，节约电能；通过添加锑、铬等元素，使得合金加工性能好,耐磨性好，加工精度高，密封性好；本发明减少了铜的用量，加入了钒、镍、钼，细化了晶粒，保证了强度和耐腐蚀性符合阀座的要求，还有该合金不含铅，环保。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。

Description

一种阀座用锌合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种阀座用锌合金材料及其制备方法。
背景技术
锌合金的性能优良，具有铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑；可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆、抛光、研磨等；熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模；有很好的常温机械性能和耐磨性等诸多优点。
目前阀座主要使用铅黄铜，有害物质铅含量高，而且导热率较高，浪费电能，还有黄铜密度大，重量大，而且成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阀座用锌合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有强度高、耐磨性好、热导率低、耐腐蚀的优点。
本发明的技术方案如下：
一种阀座用锌合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铜13.0-14.5、锰1.0-1.2、锡0.06-0.08、锑0.1-0.2、铬1.8-2.3、钼0.05-0.08、钒1.2-1.5、镍0.03-0.05、余量为锌。
所述的阀座用锌合金材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.3-0.6比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铜；（2）锰、镍、铬；（3）锡、钼；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为21-25分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以180-190℃/小时速率升温至300-320℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至440-460℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至620-630℃，保温2-3小时；再用80-90℃清水冷却至80-100℃，再自然冷却至室温，放置1-2小时；再以180-190℃/小时速率升温至300-320℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至440-460℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至620-630℃，保温2-3小时；用80-90℃清水冷却至120-140℃，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：粘土10-12、刚玉粉3-4、氮化铝5-6、高岭土8-10、天青石1-2、树木灰烬1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、萤石粉3-4、碳酸钙粉4-5、Bi2O32-3；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
本发明的有益效果
本发明合金通过添加Mn，降低了热导率，减少了热损失，节约电能；通过添加锑、铬等元素，使得合金加工性能好,耐磨性好，加工精度高，密封性好；本发明减少了铜的用量，加入了钒、镍、钼，细化了晶粒，保证了强度和耐腐蚀性符合阀座的要求，还有该合金不含铅，环保。通过合理控制铸后处理温度，分批投放原料，使用废锌作为原料，力学性能好，合金品质均一。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
具体实施方式
一种阀座用锌合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铜13.0-14.5、锰1.0-1.2、锡0.06-0.08、锑0.1-0.2、铬1.8-2.3、钼0.05-0.08、钒1.2-1.5、镍0.03-0.05、余量为锌。
所述的阀座用锌合金材料的生产方法为：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.4比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铜；（2）锰、镍、铬；（3）锡、钼；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为23分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以186℃/小时速率升温至310℃，保温50分钟，再以185℃/小时速率升温至450℃，保温50分钟，再以185℃/小时速率升温至625℃，保温2.5小时；再用85℃清水冷却至90℃，再自然冷却至室温，放置1.5小时；再以185℃/小时速率升温至310℃，保温50分钟，再以185℃/小时速率升温至450℃，保温50分钟，再以185℃/小时速率升温至625℃，保温2.5小时；用85℃清水冷却至130℃，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成：粘土10、刚玉粉4、氮化铝5、高岭土8、天青石1、树木灰烬2、氢氧化铝8、玉石粉4、蒙脱石1、萤石粉4、碳酸钙粉4、Bi2O33；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
本实施例阀座用锌合金材料，抗拉强度бb为390Mpa，硬度值HB为97，冲击韧性（J/cm2）41。

Claims (3)

1.一种阀座用锌合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铜13.0-14.5、锰1.0-1.2、锡0.06-0.08、锑0.1-0.2、铬1.8-2.3、钼0.05-0.08、钒1.2-1.5、镍0.03-0.05、余量为锌；所述的阀座用锌合金材料的生产方法：（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.3-0.6比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理；（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铜；（2）锰、镍、铬；（3）锡、钼；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为21-25分钟，投料后搅拌均匀；所述的铸后热处理是：先由室温以180-190℃/小时速率升温至300-320℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至440-460℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至620-630℃，保温2-3小时；再用80-90℃清水冷却至80-100℃，再自然冷却至室温，放置1-2小时；再以180-190℃/小时速率升温至300-320℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温440-460℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至620-630℃，保温2-3小时；用80-90℃清水冷却至120-140℃，取出空冷即得。
2.根据权利要求1所述的阀座用锌合金材料，其特征在于：所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：粘土10-12、刚玉粉3-4、氮化铝5-6、高岭土8-10、天青石1-2、树木灰烬1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、萤石粉3-4、碳酸钙粉4-5、Bi2O32-3；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
3.根据权利要求1所述的阀座用锌合金材料的生产方法，其特征在于：（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.3-0.6比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理；（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铜；（2）锰、镍、铬；（3）锡、钼；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为21-25分钟，投料后搅拌均匀；所述的铸后热处理是：先由室温以180-190℃/小时速率升温至300-320℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至440-460℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至620-630℃，保温2-3小时；再用80-90℃清水冷却至80-100℃，再自然冷却至室温，放置1-2小时；再以180-190℃/小时速率升温至300-320℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温440-460℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至620-630℃，保温2-3小时；用80-90℃清水冷却至120-140℃，取出空冷即得。
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