[发明专利]耐热抗氧化铸造锡镍青铜ZCuNi15Sn8及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐热抗氧化铸造锡镍青铜ZCuNi15Sn8，包括下列重量百分比的化学物质：镍Ni 14.9%，锡Sn8.0%，余量为Cu。制备方法如下：镁砂感应电炉中预热，加电解铜和电解镍炉料，覆盖剂覆盖炉口，升温熔化，加入磷铜脱氧剂预脱氧，加入回炉料熔化，加入锡炉料搅拌均匀，调整温度，加入磷铜脱氧剂再次进行脱氧，通入氩气除气，炉前检查，出炉浇注，即得到耐热抗氧化铸造锡镍青铜ZCuNi15Sn8。将本发明用于制造高速、高负荷条件下工作的机械传动件上，具有较高的耐高温强度和抗氧化性能，能显著延长上述零部件的使用寿命，降低材料消耗，节约使用成本，提高机器产品质量。

技术领域：

本发明涉及一种锡镍青铜合金的加工制备方法，特别是涉及一种耐热抗氧化铸造锡镍青铜ZCuNi15Sn8及其制备方法，属于金属材料加工技术领域。

背景技术：

铸造铜合金广泛用于制造蜗轮、耐磨滑块、齿轮、轴套等关键机器零部件，其性能好坏直接关系到机器整机的使用寿命。随着工业技术水平的发展，机器零部件面临更加恶劣的高温、高速、高质流、重载等工作条件，同时机器设备的稳定性、可靠性和安全性要求也越来越高，因而对耐磨铜合金材料提出了能够满足苛刻服役条件的更高性能要求，如耐高温强度、耐磨减磨性能、抗氧化性和耐蚀性。

由于现有铸造铜合金如锡青铜、铝青铜等，普遍存在高温力学性能差、抗高温氧化及耐蚀性差的弱点，有些铸造铜合金材料尽管比较耐磨，但摩擦系数较高，减磨能力较差，使得与对磨件摩擦时产生大量热量，加大了零件表面温度，加快了材料失效，降低了材料的使用寿命，难以满足现代工业比较恶劣的工况下铸造铜合金使用性能的要求。

目前，Cu-Ni-Sn系合金受到人们的广泛关注，由于其具有高导电、高弹性性能，且生产成本低，已用于代替和部分代替铍青铜制造精密仪器、仪表的弹性元件，被认为是一种很有发展前途的高导电高弹性合金，但其高温强度及减磨性能等方面并不理想，因此从对该种合金的应用前景考虑，对其性能的进一步完善显得尤为重要。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种耐热抗氧化铸造锡镍青铜ZCuNi15Sn8及其制备方法，该锡镍青铜具有较高的耐高温强度和抗氧化性能。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种耐热抗氧化铸造锡镍青铜ZCuNi15Sn8，包括下列重量百分比的化学物质：镍Ni14.9% ，锡Sn8.0% ，余量为Cu。

所述的耐热抗氧化铸造锡镍青铜ZCuNi15Sn8的制备方法，包括下列具体步骤：

①坩埚在镁砂感应电炉中预热，预热15～20分钟，使坩埚温度达到100～150℃；

②向预热后的坩埚内加电解铜和电解镍炉料，并用覆盖剂覆盖炉口，覆盖剂的加入量为炉料总质量的1.2% ；

③加热至1300～1350℃，使炉料升温融化；

④待坩埚内的炉料完全熔化后，搅拌均匀，加入炉料总质量0.1%的磷铜脱氧剂进行预脱氧；

⑤加入回炉料进行熔化；

⑥加入锡炉料，搅拌均匀；

⑦调整温度至1300～1350℃，加入炉料总质量0.05%的磷铜脱氧剂再次进行脱氧；

⑧通入氩气除气，除气3～5分钟；

⑨出炉前检查：试验凹陷明显收缩为合格，否则重新除气；

⑩出炉浇注，即得到耐热抗氧化铸造锡镍青铜ZCuNi15Sn8 。

在步骤⑧中，所述通入氩气的压力是1.2～1.5Mpa,流量1.0～1.2m³/h 。

在步骤②中，所述覆盖剂由75%的玻璃和25%的硼砂组成。