[发明专利]高强度耐磨铜合金材料、制备方法及活塞衬套

说明书

本发明公开了一种高强度耐磨铜合金材料、制备方法及活塞衬套，涉及铜合金材料制备的技术领域。该铜合金材料由以下质量百分比的元素组成：Cu 66.0～70.0％；Si 0.7～1.3％；Mn≤0.025％；Fe≤0.4％；Pb≤0.09％；Ni≤0.5％；S≤0.003％；Se≤0.003％；Cd≤0.01％；其他单个杂质≤0.05％；其他不可避免的杂质≤0.5％；余量为Zn。该方法包括如下步骤：A、按照各元素组成质量百分比在炉中加入Cu、Si和Zn来料，升温熔化；B、采用立式半连铸进行铸造，将铸锭切断至一定长度后挤压到所需的管材尺寸。该活塞衬套采用上述制备方法制备得到的铜合金材料材料制成。该铜合金材料具有较高的抗拉强度、屈服强度、良好的塑性和可靠硬度的优点。

技术领域

本发明涉及铜合金材料制备的技术领域，具体是涉及一种高强度耐磨铜合金材料、制备方法及活塞衬套。

背景技术

多元复杂铜合金材料材料具有优异的综合性能，广泛用于机械、汽车等行业。随着这些行业对材料性能要求的不断提高，开发出具有良好的综合机械性能，如较高的抗拉强度，屈服强度，良好的塑性，可靠硬度，尤其是在高温下具备较好性能的材料成为当务之急。例如：发动机的活塞衬套，一般情况下材料为铜合金材料，为了保证活塞衬套的质量和使用寿命，对其强度和耐磨性都有较高的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种高强度耐磨铜合金材料、制备方法及活塞衬套，该铜合金材料具有较高的抗拉强度、屈服强度、良好的塑性和可靠硬度。

本发明提供一种高强度耐磨铜合金材料，由以下质量百分比的元素组成：Cu 66.0～70.0％；Si 0.7～1.3％；Mn≤0.025％；Fe≤0.4％；Pb≤0.09％；Ni≤0.5％；S≤0.003％；Se≤0.003％；Cd≤0.01％；其他单个杂质≤0.05％；其他不可避免的杂质≤0.5％；余量为Zn。

本发明实施例还提供一种基于上述高强度耐磨铜合金材料的制备方法，包括如下步骤：

A、按照各元素组成质量百分比在炉中加入Cu、Si和Zn来料，升温熔化；

B、采用立式半连铸进行铸造，将铸锭切断至一定长度后挤压到所需的管材尺寸。

在上述技术方案的基础上，步骤A包括如下步骤：

A1、按照各元素组成质量百分比提供Cu、Si和Zn来料，在炉底先加入部分屑料以及部分Cu和全部Si，升温熔化；

A2、待炉中料完全熔化后，除渣，继续加入屑料，每加一次屑料熔化后，加入助溶剂，除渣；

A3、加入剩余Cu，再加入全部Zn，当Zn全部熔化后，沸腾2-3分钟，再加入助溶剂，除渣，取样，调整成分，调整元素组成至指定质量百分比。

在上述技术方案的基础上，步骤A1中，加入部分屑料以及Cu、Si来料的同时加入P-Cu合金进行脱氧。

在上述技术方案的基础上，步骤A3中，加入全部Zn后，再加入P-Cu合金进行脱氧。

在上述技术方案的基础上，所述助溶剂为冰晶石。

在上述技术方案的基础上，步骤A中，在中频电炉中加入Cu、Si和Zn来料。

在上述技术方案的基础上，步骤B包括如下步骤：

B1、调整温度至1090℃～1130℃后，用立式半连铸进行直接水冷铸造；

B2、将铸锭切断至一定长度后，在690～750℃温度下挤压到所需的管材尺寸。

在上述技术方案的基础上，步骤B2之后还包括如下步骤：

B3、根据产品尺寸要求设计冷轧工艺，并进行去应力退火，使其满足材料性能要求。