[发明专利]一种强化耐热改性铅锡合金的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于合金改性技术领域，具体涉及一种强化耐热改性铅锡合金的制作方法。

背景技术

铅锡合金性能稳定，熔点低，流动性好，收缩性小。铅锡合金晶粒幼细，韧性良好，软硬适宜，表面光滑，无砂洞，无疵点，无裂纹，磨光及电镀效果好。铅锡合金离心铸造性能好，韧性强，可以铸造形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑。在铅锡合金产品可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆,使其表面精美,后处理瑕疵少。

它的焊接性能远远超过纯锡镀层，因此，在航空航天、电子电器行业得到了广泛的应用。性能稳定，熔点低，流动性好，收缩性小。晶粒幼细，韧性良好，软硬适宜，表面光滑，无砂洞，无疵点，无裂纹，磨光及电镀效果好。然而，其硬度低、耐磨性能差，则严重影响了钛合金在工程上的应用。因此，提高钛合金的表面硬度及耐磨耐腐蚀性具有重要意义。

在固溶退火后通过水使对象淬火是便利的。优选采用冷水。在本文中，术语“冷”应该理解为是指未加热的自来水的温度。已经发现，淬火对对象最终获得的机械性质具有显著影响。淬火也可以在保护气体中进行，例如，通过氩气冷却。但是，获得的结果没有采用冷水获得的结果好。

铅锡合金表面化学热处理是获得高性能复合材料的有效方法之一，它是利用金属元素反应而形成坚硬的表面和扩散层，从而提高合金表面硬度及耐磨性等性能。它可以兼顾两种或多种增强体的特点，使之起到相互弥补的作用，特别是由于产生的混杂效应将明显提高或改善单一增强材料的某些性能，使合金表面硬度提高、表面耐磨性、抗粘着性等表面性能得到改善，从而扩大材料设计的自由度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强化耐热改性铅锡合金的制作方法，操作简单，可控度高，通过加入金属元素使合金在具有良好韧性的同时，增强了表面耐磨性，及硬度。

本发明采取的技术方案为：

一种强化耐热改性铅锡合金的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）金属元素混合：取含铅量为38-40%的铅锡合金，添加2-3%Al，1-2%Zr，1-2%Mo，1-2%Cr，3-4%Cu，0.8-1% Si的金属元素；

（2）熔融合金：将熔融合金精密铸造到铸造模具中，以30℃/min 的升温速率升温至1150-1250℃的温度，保温融合15-20min，然后进行热等静压，在700℃- 800℃的温度进行固溶退火；

（3）淬火硬化：随后进行用冷水进行淬火，在580-600℃的温度下硬化；

（4）喷砂：采用粒度为110-120 目的砂粒对合金表面进行喷砂，控制工作气压0.6-0.7MPa，喷砂15-20min；

（5）研磨抛光：把喷砂后的合金采用粒径为20-25μm 的Al2O3 固结磨料抛光垫先进行研磨20-25min；再用磨粒粒径为6-8μm 的稀土氧化铈固结磨料抛光垫研磨时间20-25min。 

上述的步骤（5）中抛光至表面粗糙度Ra0.02-0.03μm。

本发明的有益效果：

本发明工艺操作简单，可控度高，通过加入金属元素使合金在具有良好韧性的同时，增强了表面耐磨性及硬度，使改性合金具有良好的高温强度、热稳定等综合性能。采用了研磨抛光方法对合金进行表面处理，提高了表面精度和加工效率，应用前景广泛。

具体实施方式

实施例1

一种强化耐热改性铅锡合金的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）金属元素混合：取含铅量为40%的铅锡合金，添加2%Al，1-2%Zr，1%Mo，1%Cr，3%Cu，0.8% Si的金属元素；

（2）熔融合金：将熔融合金精密铸造到铸造模具中，以30℃/min 的升温速率升温至1200℃的温度，保温融合15min，然后进行热等静压，在700℃的温度进行固溶退火；

（3）淬火硬化：随后进行用冷水进行淬火，在580℃的温度下硬化；

（4）喷砂：采用粒度为110 目的砂粒对合金表面进行喷砂，控制工作气压0.6MPa，喷砂15min；

（5）研磨抛光：把喷砂后的合金采用粒径为20μm 的Al2O3 固结磨料抛光垫先进行研磨20min；再用磨粒粒径为6μm 的稀土氧化铈固结磨料抛光垫研磨时间20min，至表面粗糙度Ra0.02μm。

实施例2

一种强化耐热改性铅锡合金的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）金属元素混合：取含铅量为38%的铅锡合金，添加3%Al， 2%Zr，1%Mo， 2%Cr，3%Cu， 1% Si的金属元素；