【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金材料，具体是一种耐磨锰黄铜合金材料及其加工方法。
技术介绍
1、随着现代工业的飞速发展，对于具有优异耐磨性能的金属材料的需求日益增长，在众多工业领域，如机械制造、汽车工业、船舶工业以及五金制品等，机械设备和零部件在长期运行过程中面临着严重的摩擦磨损问题，这不仅会导致部件的精度下降、使用寿命缩短，还会增加设备的维护成本和停机时间，严重影响生产效率和效益，黄铜合金作为一种常用的有色金属合金，具有良好的导电性、导热性、可加工性以及一定的耐腐蚀性，在工业领域有着广泛的应用。
2、锰元素的加入为改善黄铜合金的性能提供了新的途径，锰能够在黄铜合金中形成强化相，显著提高合金的强度和硬度，从而在一定程度上提升其耐磨性能。但单纯添加锰元素所制得的锰黄铜合金的耐磨性能已不能满足实际应用需求。为此，现提供一种耐磨锰黄铜合金材料及其加工方法，以获得耐磨性能更为优异的锰黄铜合金材料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种耐磨锰黄铜合金材料及其加工方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种耐磨锰黄铜合金材料，按重量百分比计，包括以下成分：锌24%-34%、锰1.5%-3%、铝0.3%-2%、锡0.3%-1.8%、镍0.3%-1.2%、稀土元素铈0.03%-0.15%，其余为铜和不可避免的杂质。
4、作为本专利技术的一种改进方案：耐磨锰黄铜合金材料，按重量百分比计，包括以下成分：锌
5、作为本专利技术的一种改进方案：耐磨锰黄铜合金材料，按重量百分比计，包括以下成分：锌28%、锰2.4%、铝0.8%、锡1.2%、镍0.9%、稀土元素铈0.08%，其余为铜和不可避免的杂质。
6、一种耐磨锰黄铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：
7、（1）熔炼：先将中频感应电炉预热至280℃-380℃，加入铜块，升温至1020℃-1120℃使其熔化，依次加入锌、锰、镍，每加入一种元素搅拌3-10分钟，然后降温至920℃-1020℃后加入铝、锡和铈，搅拌8-20分钟；
8、（2）铸造：采用石墨模具，模具预热温度为220℃-320℃，将精炼后的合金液在950℃-1020℃下以1.5-3.5kg/s的速度浇铸入模具，浇铸完成后在模具中风冷45-120分钟后脱模；
9、（3）加工成型：将铸件加热至750℃-880℃，采用3-7的锻造比进行锻造，锻造设备为1000吨摩擦压力机，锻造后空冷至室温，然后选用硬质合金刀具进行切削加工，切削速度为60-150m/min，进给量为0.05-0.3mm/r，切削深度为0.3-1.2mm。
10、作为本专利技术的一种改进方案：在熔炼过程采用覆盖剂覆盖合金液表面，覆盖剂为木炭粉与硼砂按2:1-4:1的质量比例混合而成，覆盖层厚度为10-20mm。
11、作为本专利技术的一种改进方案：在熔炼步骤中，熔炼完成后加入精炼剂精炼，精炼剂为六氯乙烷与氟化钙按1:1-3:1的质量比例混合而成，精炼剂加入量为合金液重量的0.2%-0.6%，精炼温度为960℃-1040℃，精炼时间为15-35分钟。
12、作为本专利技术的一种改进方案：在铸造步骤中，风冷空气流速控制在4m/s，冷却速率控制在30-50℃/min。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
14、在耐磨锰黄铜合金材料的组分中添加了稀土元素后，制得的耐磨锰黄铜合金，其抗拉强度和布氏硬度值得到显著提升，干摩擦系数和湿摩擦系数显著下降，表现出良好的耐磨性，稀土元素能够与黄铜合金中的其他元素形成强化相，这些强化相可以以弥散分布的形式存在于合金基体中，增加了合金的硬度，通过稀土元素净化合金液，减少了这种因杂质引起的晶界弱化现象，提高了合金的耐磨性。
15、在耐磨锰黄铜合金材料的制备加工过程中，采用木炭粉与硼砂混合而成的覆盖剂覆盖合金液表面，木炭粉在高温下能够消耗氧气，生成二氧化碳，而硼砂可以在合金液表面形成一层保护膜，避免了氧化膜剥落形成磨粒，减少了磨粒磨损的可能性，使得合金在摩擦过程中能够保持较好的表面质量，延长耐磨寿命。
16、在耐磨锰黄铜合金材料的制备加工过程中，六氯乙烷和氟化钙组成的精炼剂可以有效地去除合金液中的夹杂物，六氯乙烷在高温下分解产生的氯气能够与合金液中的一些杂质元素发生反应，将其转化为氯化物，这些氯化物的密度与合金液不同，会浮到合金液表面或者沉淀到炉底，从而被去除，氟化钙可以与其他一些难以去除的杂质形成复杂的化合物，减少了夹杂物的数量，合金内部组织更加纯净，提高了合金在摩擦过程中的抗剥落和抗磨损能力。
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1.一种耐磨锰黄铜合金材料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下成分：锌24%-34%、锰1.5%-3%、铝0.3%-2%、锡0.3%-1.8%、镍0.3%-1.2%、稀土元素铈0.03%-0.15%，其余为铜和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐磨锰黄铜合金材料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下成分：锌26%-30%、锰2%-2.8%、铝0.5%-1.5%、锡0.5%-1.6%、镍0.5%-1%，稀土元素铈0.05%-0.1%，其余为铜和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的耐磨锰黄铜合金材料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下成分：锌28%、锰2.4%、铝0.8%、锡1.2%、镍0.9%、稀土元素铈0.08%，其余为铜和不可避免的杂质。
4.一种如权利要求1或2所述耐磨锰黄铜合金材料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求3所述耐磨锰黄铜合金材料的加工方法，在熔炼过程采用覆盖剂覆盖合金液表面，覆盖剂为木炭粉与硼砂按2:1-4:1的质量比例混合而成，覆盖层厚度为10-20mm。
6.根
7.根据权利要求3所述的耐磨锰黄铜合金材料的加工方法，在铸造步骤中，风冷空气流速控制在4m/s，冷却速率控制在30-50℃/min。
...【技术特征摘要】
1.一种耐磨锰黄铜合金材料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下成分：锌24%-34%、锰1.5%-3%、铝0.3%-2%、锡0.3%-1.8%、镍0.3%-1.2%、稀土元素铈0.03%-0.15%，其余为铜和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐磨锰黄铜合金材料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下成分：锌26%-30%、锰2%-2.8%、铝0.5%-1.5%、锡0.5%-1.6%、镍0.5%-1%，稀土元素铈0.05%-0.1%，其余为铜和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的耐磨锰黄铜合金材料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下成分：锌28%、锰2.4%、铝0.8%、锡1.2%、镍0.9%、稀土元素铈0.08%，其余为铜和不可避免的杂质。
【专利技术属性】
技术研发人员：陈希春，张勇，张豪，张鑫宇，高伟，
申请(专利权)人：国工恒昌新材料义乌有限公司，
类型：发明
国别省市：
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