[发明专利]一种CuSn10Pb10/45#钢双金属的制备方法

说明书

本发明公开了一种CuSn10Pb10/45#钢双金属的制备方法，具体按照如下步骤进行：步骤1：将45#钢和CuPb10Sn10铜合金加工为具有一定的形状的内部多孔结构；步骤2：将45#钢结构件和CuPb10Sn10铜合金进行预处理；步骤3：对预处理过的45#钢结构件进行热浸镀锡；步骤4：将步骤2中得到的CuPb10Sn10铜合金置于步骤3得到的45#钢结构件中，然后将其进行热压微区扩散成型，得到CuSn10Pb10/45#钢双金属。本发明形成的双金属既综合了铜和钢的优越性能，同时还具有较高的界面强度和剪切强度。

技术领域

本发明属于双金属的制备技术领域，具体涉及一种CuSn10Pb10/45#钢双金属的制备方法。

背景技术

CuSn10Pb10/钢异种金属拥有耐摩擦、耐腐蚀、抗氧化、散热好、强度高、导电导热性良好等特点，广泛应用于机械设备、石油管道设备以及电力传输等领域。目前，铅青铜/钢双金属在液压领域已经得到广泛应用，主要采用的连接方法为熔铸法，但CuSn10Pb10在熔铸过程中会析出单质锡，且锡在凝固和后期热处理过程中无法回熔，导致材料韧性以及耐冲击性能等一系列力学性能下降。在对液压系统要求较高的航空航天、起重运输、工程机械等领域中，对液压系统中的高压柱塞泵要求很高，不但要求其拥有高强度，同时要具有高的耐摩擦磨损性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种CuSn10Pb10/45#钢扩散的双金属的制备方法，解决了目前此类CuSn10Pb10/45#钢双金属结合强度低、使用时易开裂的缺点。

本发明所采用的技术方案是，

一种CuSn10Pb10/45#钢双金属的制备方法，具体按照如下步骤进行：

步骤1：将45#钢加工为圆柱体，圆柱体的两端形成有容置槽，两个容置槽相对开设有若干个圆柱体腔，对应两个容置槽的尺寸加工圆柱形的CuPb10Sn10铜合金，

步骤2：将45#钢结构件和CuPb10Sn10铜合金的表面打磨，并进行酸洗，随后进行清洗，清洗后得到预处理后的CuPb10Sn10铜合金和45#钢；

步骤3：对预处理过的45#钢结构件进行6-10小时的热浸镀锡，得到镀锡后的45#钢结构件；

步骤4：将步骤2中得到的处理后的CuPb10Sn10铜合金置于步骤3得到的45#钢结构件中，得到加工件，然后将加工件放置于热压磨具，将热压磨具置入真空热压烧结炉中进行热压微区扩散成型，得到CuSn10Pb10/45#钢双金属。

本发明的特点还在于，

步骤1中，圆柱体的外径尺寸为40mm，高度为110mm，圆柱形的CuPb10Sn10铜合金的外径尺寸为30mm，高度为30mm。

步骤2中，酸洗具体为：将45#钢结构件和CuPb10Sn10铜合金浸泡在10％的硝酸酒精溶液中进行酸洗。

步骤2中，所述清洗采用酒精清洗。

步骤4中，热压微区扩散成型具体为：将真空烧结炉的真空度达到6.67×10^-3Pa～6.67×10^-2Pa后开始加热，烧结55～65min，加热温度到850～950℃后保温0.5～3h，保温过程中给其施加1～5MPa的压力，待挤压过程结束、CuSn10Pb10/45#钢完成微区扩散成型后，停止加压加热，随炉冷却后得到CuSn10Pb10/45#钢双金属。

本发明的有益效果是，本发明一种CuSn10Pb10/45#钢双金属的制备方法，在比较高的温度下，使得铜合金软化，将其挤压到多孔结构的45#钢上，由此不仅使得铜合金与钢在压力作用下高温扩散接合，且为某些拥有复杂内部结构的结构件实现双金属化提供方法。形成的双金属除了具有铜和钢各自优越性能外，同时还具有较高的界面强度，其界面剪切强度最高可达259MPa。

附图说明