一種閥門(mén)用銅合金及閥門(mén)制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及到合金領(lǐng)域，具體指一種閥口用銅合金及閥口制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 閥口是管路流體輸送系統(tǒng)中控制部件，它是用來(lái)改變通路斷面和介質(zhì)流動(dòng)方向， 具有導(dǎo)流、截止、節(jié)流、止回、分流或溢流卸壓等功能。從最簡(jiǎn)單的截止閥到極為復(fù)雜的自控 系統(tǒng)中所用的各種閥口，其品種和規(guī)格相當(dāng)繁多。閥口可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕 性介質(zhì)、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)等各種類(lèi)型流體的流動(dòng)。閥口根據(jù)材質(zhì)可分為 鑄鐵閥口，鑄鋼閥口，不誘鋼閥口，銘鋼鋼閥口，銘鋼饑鋼閥口，雙相鋼閥口，塑料閥口等。
[0003] 銅合金閥口是閥口中的一種，由于其具有耐腐蝕性強(qiáng)，因此銅合金在閥口 W及閥 用零件上得到了充分應(yīng)用，在很多領(lǐng)域起到關(guān)鍵的作用，但銅閥口也存在著一些缺陷，如： 耐摩擦能力低，強(qiáng)度低，導(dǎo)致閥口的使用壽命較短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種耐高溫性能好、耐腐 蝕性能好、強(qiáng)度高且能有效提高耐摩擦能力閥口用銅合金，從而延長(zhǎng)閥口的使用壽命。
[0005] 本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種耐高溫性能 好、耐腐蝕性能好、強(qiáng)度高且能有效提高耐摩擦能力銅合金閥口的制備方法。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:該閥口用銅合金，其特征在于包 括下述組分： Fe 6.0 ~8.0wt% Cr 3.3 ~4.7wt〇/i
[0007] Sn 2.5 ~3.5wt% Bi 1.5 ~2.5wt〇/i VC 1.2 ~2.8wt〇/^
[000引其余為銅和不可避免的雜質(zhì)。
[0009] 較好的，所述不可避免雜質(zhì)含量含2wt%。
[0010] 銅合金閥口的制備方法，其特征在于包括下述步驟：
[0011] 1)烙煉:先加入40~45 %的純銅錠，待純銅錠烙化后加熱到1150~1200°C，然后依 次加入1.5~2.5wt %的Bi，2.5~3.5wt %的Sn、1.2~2.8wt %的VC，攬拌均勻后恒溫10~ 15min；
[001^ 再依次加入6.0~S.Owt%的Fe、3.3~4.7wt%的CrW及余量的純銅錠，攬拌均勻 后升溫至1200~1250°C下烙煉15~20min，得到烙煉的混合液；
[0013] 2)誘注:將步驟1)中得到的混合液，誘注到閥口的金屬模具中，將模內(nèi)鑄件冷卻到 1000±10°C，打開(kāi)模具，取出成型毛巧，然后在4~6min內(nèi)冷卻到300°CW下，然后空冷至室 溫，即得到銅合金閥口。在l〇〇〇±l〇°C，毛巧已成型，開(kāi)?？炖?，能夠增加銅在鐵中的固溶 度，從而增加銅合金的強(qiáng)度，可較大限度的防止銅從鐵中析出。
[0014]較好的，所述Fe是W銅包覆鐵粉的方式加入的，銅包覆鐵粉中Cu的含量為15~ 20wt% ;化W銅包覆鐵粉的方式加入，可W使化更好的與銅合金基體進(jìn)行融合；
[001引所述的Cr是W低碳銘鐵粉FexCryCz的方式加入的，所述低碳銘鐵粉中碳的含量Z為 0.10~0.40wt%，銘的含量y為50~60wt%，余量為zez與銅包覆鐵粉中的鐵量之和即為本 閥口用銅合金中的鐵量。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的銅合金各組分相互協(xié)同作用，大大提高了閥口 的強(qiáng)度和耐摩擦能力;Bi和Sn可W改善VC與銅基體的潤(rùn)濕性，使VC顆粒很好的與銅基體進(jìn) 行融合，進(jìn)一步增加銅合金的耐摩擦能力和強(qiáng)度；本發(fā)明制備的閥口抗拉強(qiáng)度可達(dá)到 TOOMPa W上，干摩擦系數(shù)為0.15~0.22，磨損率為50~80mg/Km;而通常的閥口銅合金材料， 抗拉強(qiáng)度為400~eOOMPa，干摩擦系數(shù)為0.25~0.45，磨損率為120~160mg/Km。
【具體實(shí)施方式】
[0017] W下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[001引實(shí)施例1至實(shí)施例4:
[0019]實(shí)施例1至實(shí)施例4的制備方法如下；
[0020] 1)烙煉:先加入40~45 %的純銅錠，待純銅錠烙化后加熱到1150~1200°C，按照表 1中的組分依次加入Bi、Sn、VC(為碳化饑縮寫(xiě)），攬拌均勻后保溫10~15min;再按照表1中的 組分依次加入Fe、CrW及余量的純銅錠，攬拌均勻后在1200~1250°C下烙煉15~20min，得 到烙煉混合液；
[0021] Fe分為兩部分，其中第一部分Fe是W銅包覆鐵粉的方式加入的，銅包覆鐵粉中Cu 的含量為15~20wt%，運(yùn)部分化包含在余量化中。
[0022] Cr是W低碳銘鐵粉FexCryCz的方式加入的；低碳銘鐵粉中碳的含量Z為0.10- 0.40wt%，銘的含量y為50~60wt% ;余量X為第二部分鐵。
[0023] 2)誘注:將步驟1)得到的烙煉混合液誘注到閥口金屬型模具中，到模內(nèi)鑄件冷卻 到1000±10°C，打開(kāi)模具，取出成型毛巧，然后在5min內(nèi)快速冷卻到300°CW下，之后空冷至 室溫，即得到銅合金閥口。
[0024] 對(duì)比例1至對(duì)比例5
[00巧]銅合金材料的組成見(jiàn)表1對(duì)比例1-5。
[0026] 本發(fā)明所述的用于閥口的銅合金材料，其制作步驟如下：
[0027] 1)烙煉:先加入40~45 %的純銅錠，待純銅錠烙化后加熱到1150~1200°C，按照表 1中的組分依次加入Bi、Sn、VC，攬拌均勻后保溫，10~15min;再按照表1中的組分依次加入 FeXrW及余量的純銅錠，攬拌均勻后在1200~1250°C下烙煉15~20min，得到烙煉的混合 液;所述的化是W銅包覆鐵粉的方式加入的，銅包覆鐵粉中Cu的含量為15~20wt %，所述的 Cr是W低碳銘鐵粉的方式加入的；
[0028] 2)誘注:將1)中得到的混合液，誘注到金屬型閥口成型模具中，到模內(nèi)鑄件冷卻到 1000 ± 10°C，打開(kāi)模具，取出成型毛巧，然后在5min內(nèi)快速冷卻到300°C W下，之后空冷至室 溫〇
[00巧]對(duì)比例6:
[0030] 銅合金材料的組成見(jiàn)表1對(duì)比例6。
[0031] 本發(fā)明所述的用于閥口的銅合金材料，其制作步驟如下：
[0032] 1)烙煉:先加入純銅錠，待純銅錠烙化后加熱到1200~1250°C，按照表1中的組分 依次加入Bi、Sn、VC、Fe、Cr，攬拌均勻后保溫25~35min;得到烙煉的混合液;所述的Fe是W 銅包覆鐵粉的方式加入的，銅包覆鐵粉中Cu的含量為15~20wt%，所述的化是W低碳銘鐵 粉的方式加入的；
[0033] 2)誘注:將1)中得到的混合液，誘注到金屬型閥口成型模具中，到模內(nèi)鑄件冷卻到 1000 ± 10°C，打開(kāi)模具，取出成型毛巧，然后在5min內(nèi)快速冷卻到300°C W下，之后空冷至室 溫〇
[0034] 對(duì)比例7:
[0035] 銅合金材料的組成見(jiàn)表1對(duì)比例7。
[0036] 本發(fā)明所述的用于閥口的銅合金材料，其制作步驟如下：
[0037] 1)烙煉:先加入40~45 %的純銅錠，待純銅錠烙化后加熱到1150~1200°C，按照表 1中的組分依次加入Bi、Sn、VC，攬拌均勻后保溫，10~15min;再按照表1中的組分依次加入 FeXrW及余量的純銅錠，攬拌均勻后在1200~1250°C下烙煉15~20min，得到烙煉的混合 液;所述的化是W銅包覆鐵粉的方式加入的，銅包覆鐵粉中Cu的含量為15~20wt %，所述的 Cr是W低碳銘鐵粉的方式加入的；
[0038] 2)誘注:將1)中得到的混合液，誘注到金屬型閥口成型模具中，自然冷卻到室溫， 取出成型毛巧。
[0039] 對(duì)各實(shí)施例和對(duì)比例制備的閥口進(jìn)行性能測(cè)試。
[0040] 其中抗拉強(qiáng)度測(cè)試采用GB/T 228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分:室溫試驗(yàn) 方法》;摩擦磨損性能采用GB/T 12444-2006《金屬材料磨損試驗(yàn)方法試環(huán)-試塊滑動(dòng)磨損試 驗(yàn)》;拉伸強(qiáng)度采用WDW-300A電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，其抗拉強(qiáng)度為700~SOOMPa;摩擦磨損性能采 用M-200型磨損試驗(yàn)機(jī)，摩擦副為Cr 12鋼環(huán)，試驗(yàn)載荷為20N，線(xiàn)速度為0.5m/S，干摩擦系數(shù) 為0.15~0.22，磨損率為50~80mg/Km。檢測(cè)結(jié)果如表2所示。
[0041] 表 1
[0042]
[0043] 表1中，*為銅包覆鐵粉，m為銅包覆鐵粉中Cu含量，η為Fe含量，表格中的數(shù)據(jù)分別 為m、n;
[0044] **為低碳銘鐵粉，其中X為低碳銘鐵粉中化的含量，y為Gr含量，z為碳含量;表格中 數(shù)據(jù)依次為x、y、z;
[0045] *林:化和化的量均為CumFen和化xCryCz中的化和化折合后在合金中所占比例。
[0046] 表1中各數(shù)據(jù)單位均為wt%。
[0047] 表 2 Γ00481
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種閥口用銅合金，其特征在于包括下述組分： Fe 6.0~S.Owt% Cr 3.3~4.7wt% Sn 2.5 ~3.5wt% Bi 1.5 ~2.5wt% VC 1.2 ~2.8wt% 其余為銅和不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥口用銅合金，其特征在于所述不可避免雜質(zhì)含量^ %。3. 如權(quán)利要求1或2所述的閥口用銅合金的制備方法，其特征在于包括下述步驟： 1) 烙煉:先加入40~45 %的純銅錠，待純銅錠烙化后加熱到1150~1200°C，然后依次加 入1.5~2.5wt%的Bi，2.5~3.5wt%的Sn、1.2~2.8wt%的VC，攬拌均勻后恒溫10~15min; 再依次加入6.0~8. Owt %的Fe、3.3~4.7wt%的化W及余量的純銅錠，攬拌均勻后升 溫至1200~1250°C下烙煉15~20min，得到烙煉的混合液； 2) 誘注：將步驟1)中得到的混合液，誘注到閥口模具中，將模內(nèi)鑄件冷卻到1000± 10 °C，打開(kāi)模具，取出成型毛巧，然后在4~6min內(nèi)冷卻到300°C~200°CW下，然后空冷至室 溫，即得到銅合金閥口。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述化是W銅包覆鐵粉的方式加入的， 銅包覆鐵粉中化的含量為15~20wt% ; 所述的化是W低碳銘鐵粉化xCryCz的方式加入的，所述低碳銘鐵粉中碳的含量Z為0.10 ~0.40wt %，銘的含量y為50~60wt %。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及到一種閥門(mén)用銅合金及閥門(mén)制備方法，其特征在于包括下述組分：其余為銅和不可避免的雜質(zhì)。制備方法為先加純銅錠熔化然后依次加入Bi、Sn和VC，攪拌均勻并恒溫；再依次加入Fe、Cr及余量銅，攪拌均勻后升溫熔煉后，澆注到閥門(mén)模具中，制備得到銅合金閥門(mén)。本發(fā)明所提供的銅合金各組分相互協(xié)同作用，大大提高了閥門(mén)的強(qiáng)度和耐摩擦能力。
【IPC分類(lèi)】C22C9/00, C22C1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105543544
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511032818
【發(fā)明人】馮振華
【申請(qǐng)人】寧波會(huì)德豐銅業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日