[发明专利]一种高性能铜镍锡钼合金的成分设计及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种高性能铜镍锡钼合金的成分设计及其制备方法和应用，涉及合金材料技术领域。本发明提供的高性能铜镍锡钼合金，以质量百分数计，包括Ni15％，Sn8％，Mo0.3～1.5％，余量为Cu。本发明在Cu‑15Ni‑8Sn合金中添加0.3～1.5％Mo元素，能够提高合金组织均匀性，进而提高合金的硬度。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种高性能铜镍锡钼合金的成分设计及其制备方法和应用。

背景技术

Cu-Ni-Sn系合金是一类较新型的铜合金，具有高强度、高弹性、耐磨和耐腐蚀等优点，在航空航天、轨道交通、重载机械及海洋工程等领域的应用前景十分广阔，我国对此类合金的需求也与日俱增。Cu-15Ni-8Sn合金是一种典型的以调幅分解强化为基础的高性能Cu-Ni-Sn系合金，具有很好的力学性能、优异的耐摩擦性能、抗应力松弛性能和耐腐蚀性能，常用作制造汽车同步器齿环、轴承、轴瓦和轴套等高强度耐磨零件。Cu-15Ni-8Sn合金主要存在的问题是合金熔炼时的成分不均匀性导致的偏析/反偏析以及时效处理过程中不连续沉淀γ相的大量生成，这对合金的硬度会产生严重的不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能铜镍锡钼合金的成分设计及其制备方法和应用，本发明提供的高性能铜镍锡钼合金具有较高的硬度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高性能铜镍锡钼合金，以质量百分数计，包括Ni 15％，Sn 8％，Mo 0.3～1.5％，余量为Cu。

优选地，所述Mo的质量百分数为0.9。

本发明提供了上述技术方案所述高性能铜镍锡钼合金的制备方法，包括以下步骤：

按照上述技术方案所述高性能铜镍锡钼合金的化学成分进行配料，得到合金原料；

将所述合金原料依次进行熔炼和浇注，得到合金铸锭；

将所述合金铸锭进行固溶处理，得到固溶态合金；

将所述固溶态合金进行时效处理，得到高性能铜镍锡钼合金。

优选地，所述合金原料包括电解铜、镍、锡和钼。

优选地，所述熔炼的温度为1250～1450℃。

优选地，所述浇注的温度为1300～1350℃。

优选地，所述固溶处理的温度为850～900℃；保温时间为4h。

优选地，所述时效处理的温度为400℃；保温时间为4～8h。

本发明还提供了上述技术方案所述高性能铜镍锡钼合金或上述技术方案所述制备方法制备得到的高性能铜镍锡钼合金在制造汽车同步器齿环、轴承、轴瓦或轴套中的应用。

本发明提供了一种高性能铜镍锡钼合金，以质量百分数计，包括Ni 15％，Sn 8％，Mo 0.3～1.5％，余量为Cu。本发明在Cu-15Ni-8Sn合金中添加0.3～1.5％Mo元素，能够提高合金组织均匀性，进而提高合金的硬度。

本发明提供了上述技术方案所述高性能铜镍锡钼合金的制备方法，本发明将合金原料按元素组成熔炼得到合金铸锭后，进行固溶处理，将Mo元素充分固溶到合金基体中，产生固溶强化效应，有效抑制后续时效处理过程中不连续沉淀相的产生和生长，得到高硬度的铜镍锡钼合金。

另外，本发明提供的制备方法简便易操作，制备得到的高性能铜镍锡钼合金具有较高的硬度。

附图说明

图1-1为对比例10中Cu-15Ni-8Sn合金的伪二元相图；

图1-2为实施例1中Cu-15Ni-8Sn-0.3Mo合金的伪二元相图；