CN112301253A - 一种钛青铜材料及利用其制作合金板材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛青铜材料，其包括如下质量份数计：钛3份、锌8.3份、锡9.7份、铝11.5份以及余量的铜。本发明还公开了一种根据权利要求1所述的利用钛青铜材料制作合金板材的方法，包括以下步骤：S1、准备材料，将钛青铜合金粉按质量份数：钛3份、锌8.3份、锡9.7份、铝11.5份以及余量的铜进行精确称重比，混合在熔炉中熔融成铜液；S2、高压水雾化处理；S3、搅拌；S4、钢板的制备；S5、铺粉；S6、烧制；S7、精轧；S8、校平，本发明提供的一种钛青铜材料比目前铜合金(如铝青铜、锡青铜)轴瓦衬套材料更高强度、更高弹性、更高耐磨，且材料的塑性能力更高，优良的耐磨性，耐疲劳性，耐热性，耐腐性。

Description

一种钛青铜材料及利用其制作合金板材的方法
技术领域
本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种钛青铜材料；尤其还涉及一种利用钛青铜材料制作合金板材的方法。
背景技术
轴瓦(bearing shell)是滑动轴承和轴颈接触的部分，形状为瓦状的半圆柱面，非常光滑，一般用青铜、减摩合金等耐磨材料制成，在特殊情况下，可以用木材、工程塑料或橡胶制成。轴瓦有整体式和剖分式两种，整体式轴瓦通常称为轴套(Bushing)。整体式轴瓦有无油沟和有油沟两种。轴瓦与轴颈采用间隙配合，一般不随轴旋转。衬套是用于机械部件外，以达到密封、磨损保护等作用的配套件，是指起衬垫作用的环套。在阀门应用领域，衬套在阀盖之内，一般使用聚四氟乙烯或者石墨等耐腐材料，用于密封作用。这两种个物质的基础材料包括有铝青铜、锡青铜，然而现有的铝青铜、锡青铜等材质存在以下几个缺陷：
1、强度不够，耐磨性差，使用期间经常需要更换；
2、在现有的钢板层加工工艺中需要一道镀铜层，对环保要求较高，保证起来成本较高；
3、现有的合金材质常含有铅类，不符合环保要求。
因此，我们提出一种钛青铜材料，钛青铜可用于制造高强度、高弹性、高耐磨的、轴瓦、轴套等；以及一种利用钛青铜材料制作合金板材的方法，不需要进行镀铜层，在保证环保要求的条件下，降低生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛青铜材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出强度不够，耐磨性差，使用期间经常需要更换；在现有的钢板层加工工艺中需要一道镀铜层，对环保要求较高，保证起来成本较高以及现有的合金材质常含有铅类，不符合环保要求的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种钛青铜材料，其包括如下质量份数计：钛1.6-2.6份、锌8.3-11.7份、锡8.2-11.8份、铝8.4-11.5份以及余量的铜。
一种根据权利要求1所述的利用钛青铜材料制作合金板材的方法，包括以下步骤：
S1、准备材料，将钛青铜合金粉按质量份数：钛1.6-2.6份、锌8.3-11.7 份、锡8.2-11.8份、铝8.4-11.5份以及余量的铜进行精确称重比，混合在熔炉中熔融成铜液；
S2、高压水雾化处理，用高压水将熔融的铜液在雾化器内分散、裂化成为微小滴液，再经脱水、烘干成为80-200目的钛青铜合金粉；
S3、搅拌，将制成的钛青铜合金粉在搅拌机中充分搅拌，使钛青铜合金粉末更均匀；
S4、钢板的制备，将冷轧钢板剪切下料，先除油然后用抛光机在钢板面上粗抛至Ra25-50之间，及在钢板表面涂一层碱液，再冷轧校平至所需厚度，并控制厚度公差为±0.02mm，平面度≤0.5mm；
S5、铺粉：用自动化铺粉机将制备好的钛青铜合金粉均匀的铺在制备好的钢板上，粉末厚度根据合金层所需厚度的加工余量而定，控制在0.2-1.5mm 之间；
S6、烧制：将铺好粉的钢板放入通有氢气和氮气混合气还原性保护气氛的履带式烧结炉中进行烧结，氢气和氮气的混合体积比为2：8，烧结温度为 850～950℃，烧结时间为60～120分钟；
S7、精轧：将烧制后的钛合金板材在冷轧机上进行精轧至所需厚度，并控制厚度公差在±0.01mm，
S8、校平：将精轧后的钛合金板材在校平机校平至所需平度，并控制平面度≤0.3mm。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种钛青铜材料，与现有技术相比，具有以下优点：
1、比目前铜合金(如铝青铜、锡青铜)轴瓦衬套材料更高强度、更高弹性、更高耐磨。材料的塑性能力更高，优良的耐磨性，耐疲劳性，耐热性，耐腐性
2、之前工艺钢板层还需加一道镀铜层，此工艺不用电镀铜层，符合环保要求，现在用抛光来替代。
3、不含重金属铅，符合环保的要求。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种钛青铜材料，其包括如下质量份数计：钛1.6份、锌10.1份、锡8.7 份、铝12份以及余量的铜。
一种根据权利要求1所述的利用钛青铜材料制作合金板材的方法，包括以下步骤：
S1、准备材料，将钛青铜合金粉按质量份数：钛1.6份、锌10.1份、锡8.7 份、铝12份以及余量的铜进行精确称重比，混合在熔炉中熔融成铜液；
S2、高压水雾化处理，用高压水将熔融的铜液在雾化器内分散、裂化成为微小滴液，再经脱水、烘干成为80-200目的钛青铜合金粉；
S3、搅拌，将制成的钛青铜合金粉在搅拌机中充分搅拌，使钛青铜合金粉末更均匀；
S4、钢板的制备，将冷轧钢板剪切下料，先除油然后用抛光机在钢板面上粗抛至Ra25-50之间，及在钢板表面涂一层碱液，再冷轧校平至所需厚度，并控制厚度公差为±0.02mm，平面度≤0.5mm；
S5、铺粉：用自动化铺粉机将制备好的钛青铜合金粉均匀的铺在制备好的钢板上，粉末厚度根据合金层所需厚度的加工余量而定，控制在0.2-1.5mm 之间；
S6、烧制：将铺好粉的钢板放入通有氢气和氮气混合气还原性保护气氛的履带式烧结炉中进行烧结，氢气和氮气的混合体积比为2：8，烧结温度为 850～950℃，烧结时间为60～120分钟；
S7、精轧：将烧制后的钛合金板材在冷轧机上进行精轧至所需厚度，并控制厚度公差在±0.01mm，
S8、校平：将精轧后的钛合金板材在校平机校平至所需平度，并控制平面度≤0.3mm。
实施例2
一种钛青铜材料，其包括如下质量份数计：钛2.3份、锌9.8份、锡11.8 份、铝8.4份以及余量的铜。
一种根据权利要求1所述的利用钛青铜材料制作合金板材的方法，包括以下步骤：
S1、准备材料，将钛青铜合金粉按质量份数：钛2.3份、锌9.8份、锡11.8 份、铝8.4份以及余量的铜进行精确称重比，混合在熔炉中熔融成铜液；
实施例3
一种钛青铜材料，其包括如下质量份数计：钛2.4份、锌8.7份、锡9.2份、铝10.9份以及余量的铜。
一种根据权利要求1所述的利用钛青铜材料制作合金板材的方法，包括以下步骤：
S1、准备材料，将钛青铜合金粉按质量份数：钛2.4份、锌8.7份、锡9.2 份、铝10.9份以及余量的铜进行精确称重比，混合在熔炉中熔融成铜液；
实施例4
一种钛青铜材料，其包括如下质量份数计：钛1.9份、锌11.4份、锡11.1 份、铝9.4份以及余量的铜。
一种根据权利要求1所述的利用钛青铜材料制作合金板材的方法，包括以下步骤：
S1、准备材料，将钛青铜合金粉按质量份数：钛1.9份、锌11.4份、锡11.1 份、铝9.4份以及余量的铜进行精确称重比，混合在熔炉中熔融成铜液；
实施例5
一种钛青铜材料，其包括如下质量份数计：钛1.4份、锌10.4份、锡8.2 份、铝11.5份以及余量的铜。
一种根据权利要求1所述的利用钛青铜材料制作合金板材的方法，包括以下步骤：
S1、准备材料，将钛青铜合金粉按质量份数：钛1.4份、锌10.4份、锡8.2 份、铝11.5份以及余量的铜进行精确称重比，混合在熔炉中熔融成铜液；
实施例6
一种钛青铜材料，其包括如下质量份数计：钛2.6份、锌9.7份、锡10.9 份、铝10.3份以及余量的铜。
一种根据权利要求1所述的利用钛青铜材料制作合金板材的方法，包括以下步骤：
S1、准备材料，将钛青铜合金粉按质量份数：钛2.6份、锌9.7份、锡10.9 份、铝10.3份以及余量的铜进行精确称重比，混合在熔炉中熔融成铜液；
实施例7
一种钛青铜材料，其包括如下质量份数计：钛3份、锌8.3份、锡9.7份、铝11.5份以及余量的铜。
一种根据权利要求1所述的利用钛青铜材料制作合金板材的方法，包括以下步骤：
S1、准备材料，将钛青铜合金粉按质量份数：钛3份、锌8.3份、锡9.7份、铝11.5份以及余量的铜进行精确称重比，混合在熔炉中熔融成铜液；
实施例8
一种钛青铜材料，其包括如下质量份数计：钛1.4份、锌11.7份、锡1.4 份、铝10.4份以及余量的铜。
一种根据权利要求1所述的利用钛青铜材料制作合金板材的方法，包括以下步骤：
S1、准备材料，将钛青铜合金粉按质量份数：钛1.4份、锌11.7份、锡1.4 份、铝10.4份以及余量的铜进行精确称重比，混合在熔炉中熔融成铜液；
表1：本发明八组实施例的具体配方数据如下表：
Figure BDA0002717927610000061
表2：本发明八组实施例的具体配方的合金性能测试结果如下表：
Figure BDA0002717927610000071
本发明提供的一种钛青铜材料比目前铜合金(如铝青铜、锡青铜)轴瓦衬套材料更高强度、更高弹性、更高耐磨，且材料的塑性能力更高，优良的耐磨性，耐疲劳性，耐热性，耐腐性；
本发明还提供的一种利用钛青铜材料制作合金板材的方法相比较现有的工艺钢板层还需加一道镀铜层，而本发明所采用的工艺不用电镀铜层，符合环保要求，现在用抛光来替代且本发明提供的钛青铜内不含重金属铅，符合环保的要求。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (2)

1.一种钛青铜材料，其特征在于，其包括如下质量份数计：钛1.6-2.6份、锌8.3-11.7份、锡8.2-11.8份、铝8.4-11.5份以及余量的铜。
2.一种根据权利要求1所述的利用钛青铜材料制作合金板材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备材料，将钛青铜合金粉按质量份数：钛1.6-2.6份、锌8.3-11.7份、锡8.2-11.8份、铝8.4-11.5份以及余量的铜进行精确称重比，混合在熔炉中熔融成铜液；
S2、高压水雾化处理，用高压水将熔融的铜液在雾化器内分散、裂化成为微小滴液，再经脱水、烘干成为80-200目的钛青铜合金粉；
S3、搅拌，将制成的钛青铜合金粉在搅拌机中充分搅拌，使钛青铜合金粉末更均匀；
S4、钢板的制备，将冷轧钢板剪切下料，先除油然后用抛光机在钢板面上粗抛至Ra25-50之间，及在钢板表面涂一层碱液，再冷轧校平至所需厚度，并控制厚度公差为±0.02mm，平面度≤0.5mm；
S5、铺粉：用自动化铺粉机将制备好的钛青铜合金粉均匀的铺在制备好的钢板上，粉末厚度根据合金层所需厚度的加工余量而定，控制在0.2-1.5mm之间；
S6、烧制：将铺好粉的钢板放入通有氢气和氮气混合气还原性保护气氛的履带式烧结炉中进行烧结，氢气和氮气的混合体积比为2：8，烧结温度为850～950℃，烧结时间为60～120分钟；
S7、精轧：将烧制后的钛合金板材在冷轧机上进行精轧至所需厚度，并控制厚度公差在±0.01mm，
S8、校平：将精轧后的钛合金板材在校平机校平至所需平度，并控制平面度≤0.3mm。
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