一种高强耐磨铜合金，其特征在于各组分含量为：镍：8.0～10.0％、锡：2.0～4.0％、铁：1.5～3.5％、铝：3.5～5.5％、镧铈复合稀土：0.03～0.2％，不可避免的杂质≤0.1％，余量为铜，上述百分比为质量百分比，制备步骤：配料－熔铸－加热－挤压－退火－成品。本发明专利技术的高强耐磨铜合金采用了多元少量的合金化原则，通过添加镍、锡、铁、铝及稀土等元素，最终提高铜合金的综合力学性能、耐磨性能，同时保证合金具有良好的加工性能，属无铅铜合金材料，消除生产和使用中对环境和人体的危害，具有优异的冷热成形性、优良的力学性能，较好的抗腐蚀性能，具有高的强度和耐磨性，同时生产工艺简单，易于操作，可实现规模化生产，尤其适合于低速重载荷工作下的缸体、铜套、轴瓦等耐磨零部件。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种高强耐磨铜合金，其特征在于各组分含量为：镍：8.0～10.0％、锡：2.0～4.0％、铁：1.5～3.5％、铝：3.5～5.5％、镧铈复合稀土：0.03～0.2％，不可避免的杂质≤0.1％，余量为铜，上述百分比为质量百分比，制备步骤：配料－熔铸－加热－挤压－退火－成品。本专利技术的高强耐磨铜合金采用了多元少量的合金化原则，通过添加镍、锡、铁、铝及稀土等元素，最终提高铜合金的综合力学性能、耐磨性能，同时保证合金具有良好的加工性能，属无铅铜合金材料，消除生产和使用中对环境和人体的危害，具有优异的冷热成形性、优良的力学性能，较好的抗腐蚀性能，具有高的强度和耐磨性，同时生产工艺简单，易于操作，可实现规模化生产，尤其适合于低速重载荷工作下的缸体、铜套、轴瓦等耐磨零部件。【专利说明】
本专利技术涉及一种铜合金，尤其涉及。
技术介绍
高性能液压泵/马达是液压系统中能源转换的关键部件，在军工、矿山、冶金、工程、农业和注塑机等机械行业上获得广泛的应用，液压技术的先进与否常被用来作为衡量一个国家工业技术水平的标准。液压系统中高性能液压泵/马达的关键部件如滑靴、缸体、铜套、复合烧结铜件、轴瓦、球铰、配油盘等部件均为高强耐磨铜件。液压泵/马达是液压系统中能源转换的心脏部件，而马达的失效绝大部分是由于磨损引起的，其中关键摩擦副的磨损占比约50%，这些摩擦副往往是由钢(铁)和铜合金配对组成。传统摩擦副铜配件一直选用青铜合金ZQA19-4和ZQSnlO-1，两者在润滑不良的条件下耐磨性能大大降低，而且强度和硬度偏低，高负荷条件下容易发生断裂或快速磨损导致降低使用寿命，因此要提高耐磨铜合金件在恶劣环境下的使用寿命，必须保证材料具有优异的耐磨性能和较高的强度和硬度。 青铜作为常用的耐磨材料，广泛地用于轴承、轴套、轴瓦、滑块、螺母等零件的制造，近年来随着对耐磨零件需求不断增长，已相继开发出无数种耐磨铜合金，如CN102304642B专利公开了一种耐磨锡青铜，适用于交通电力领域耐磨关重部件；CN1092817A专利公开了一种耐磨黄铜合金，用于汽车变速箱同步器锥齿环；CN1159486A专利公开了一种高速电气化铁路接触网导线用铜合金，要求强度较高，导电性好，磨耗低，成本较低等性能。鸡西市刘桂英等人研究的ZQA18-2-3合金代替价格较贵的锡青铜ZQSn6-6-3，耐磨性较好， 成本低，满足使用要求。日本三菱伸铜株式会社专利技术的专利CN100543160C公开了一种耐磨性、切削性、耐蚀性较好的铜合金铸件及铸造方法，用于汽缸体活塞滑履、轴瓦、轴承、螺母等耐磨零件。 上述专利成果中CN100543160C专利指出合金在铸造和热处理后下使用，其强度仅有300Mpa左右，塑性也较低，影响使用寿命；CN1159486A专利强调合金用于高铁导线材料，要求高的电导率，因此添加的合金元素有时牺牲掉对强度和硬度做出贡献的考虑；CN1092817A专利虽然成本较低，但合金元素较多，强度稍高，但室温塑性较低，降低其耐磨寿命。目前国内对高强耐磨铜合金研究较少，有的采用等通道角挤压工艺，虽然提高了铜合金的强硬度，但是工艺复杂，模具制作要求高，难以实现工程化应用。 因此，研究出一种用于矿山、冶金、工程等行业的轴承、轴套、轴瓦、滑块、螺母耐磨铜合金及其制备方法，对提高设备使用寿命、提高产品质量和降低能源消耗具有重大的现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供一种具有优良力学性能、耐磨性好、良好的加工性能的高强耐磨铜合金，用于矿山、冶金、工程等行业。 本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种具有优良力学性能、耐磨性好、良好的加工性能的高强耐磨铜合金的制备方法。 本专利技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为:一种高强耐磨铜合金，其特征在于各组分含量为: 镍:8.0 ~10.0%、锡:2.0 ~4.0%、铁:1.5 ~3.5%、铝:3.5 ~5.5%、镧铈复合稀土:0.03~0.2%,不可避免的杂质≤0.1余量为铜,上述百分比为质量百分比。 作为优选，所述各组分含量为: 镍:8.0 ~9.0%、锡:2.0 ~3.0%、铁:1.5 ~2.5%、铝:4.0 ~5.0%、镧铈复合稀土:0.05~0.1不可避免的杂质≤0.1余量为铜,上述百分比为质量百分比。 再优选,所述镧铺复合稀土中镧铺含量各占50%。 本专利技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为:一种高强耐磨铜合金的制备方法，其特征在于:按合金成分配料在中频感应电炉中真空熔炼，保温后，在1000~1200°C下真空浇铸成Φ90~210mm铜铸锭，铜铸锭在600°C~800°C温度下保温8~12小时，进行成分均匀化退火处理，然后空冷，在700°C~800°C温度下进行挤压，挤压成Φ 55~65mm铜棒，在750~850°C温度下进行2~5小时固溶处理，然后以小于100°C /小时的冷却速度进行冷却，在低于500°C的温度下进行退火，制成成品。 作为改进，所述熔炼的温度为1150~1250°C，在熔炼前，将镍、锡、铁、铝、镧铈复合稀土先制成铜系中间合金锭，与电解铜板一起加入石墨坩埚，然后抽真空进行熔炼。 作为优选，所述浇铸成的铜铸锭Φ 200mm，挤压成的铜棒Φ60πιπι。 作为优选，所述退火温度为300°C~400°C。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于: 1、属无铅铜合金材料，消除生产和使用中对环境和人体的危害。 2、具有优异的冷热成形性、优良的力学性能，较好的抗腐蚀性能，具有高的强度和耐磨性，适合于低速重载荷工作下的汽缸体活塞滑履、轴瓦、轴承、轴套、滑块、螺母等耐磨零部件。 3、我国稀土资源丰富，充分利用自有资源，添加稀土后，提高材料的综合性能，极大提高零部件的服役寿命。 4、生产工艺简单，易于操作，可实现规模化生产。 【具体实施方式】 以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。 实施例1 其生产工艺流程方法如下: 配料一熔铸一加热一挤压一退火一成品。 具体过程为:采用真空中频感应电炉熔炼，按表1所示成分配料，熔炼温度1200°C，镍、锡、铁、铝、稀土制成铜系中间合金锭，在熔炼前与电解铜板一起加入石墨坩埚，然后抽真空进行熔炼，保温后，在1150°C温度下，进行真空浇注成Φ200πιπι铜锭。铸锭在750°C温度下保温12小时，进行成分均匀化退火处理，然后空冷，在780°C温度下进行挤压，挤压成Φ60πιπι铜棒，在800°C温度下进行5小时固熔处理，以小于100°C /小时的冷却速度进行冷却，在400°C的温度下进行退火，制成成品。性能如表2所示。 实施例2 其生产工艺流程方法如下: 配料一熔铸一加热一挤压一退火一成品。 具体过程为:采用真空中频感应电炉熔炼，按表1所示成分配料，熔炼温度1200°C，镍、锡、铁、铝、稀土制成铜系中间合金锭，在熔炼前与电解铜板一起加入石墨坩埚，然后抽真空进行熔炼，保温后，在1150°C温度下，进行真空浇注成Φ200πιπι铜锭。铸锭在750°C温度下保温12小时，进行成分均匀化退火处理，然后空冷，在800°C温度下进行挤压，挤压成Φ60πιπι铜棒，在850°C温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强耐磨铜合金，其特征在于各组分含量为：镍：8.0～10.0％、锡：2.0～4.0％、铁：1.5～3.5％、铝：3.5～5.5％、镧铈复合稀土：0.03～0.2％，不可避免的杂质≤0.1％，余量为铜，上述百分比为质量百分比。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张全孝，贾万明，刘全利，张将，袁书强，赵红梅，贺勇，赵豫东，闫志飞，高平，
申请(专利权)人：中国兵器科学研究院宁波分院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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