锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜及其制备方法技术

一种锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜，它主要由锶（Sr）（质量百分比为0.01~0.03%），钛（Ti）（质量百分比为0.01~0.05%），硼（B）（质量百分比为0.002~0.008%）和余量的锰黄铜组成，各组份的质量百分比之和为100%。该合金的制备工艺流程为：将锰黄铜熔化后，依次加入Al-Sr中间合金和Al-Ti-B中间合金，在添加过程中必须按所列次序添加，即必须等前一种中间合金熔化后再加入后一种中间合金；其次，待全部熔化后，倒入浇包，静置后除渣并浇铸成锭；即可获得锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜。与常规锰黄铜相比，本发明专利技术锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜组织细小，其硬度提高21.6％，在3.5%NaCl溶液中的均匀腐蚀速率降低9.9％，并且摩擦系数大幅下降。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锰黄铜及其制备方法，尤其是一种新型锰黄铜合金及其制备方法，具体地说是一种。
技术介绍
锰黄铜是古老的螺旋桨材料，从1876年开始一直沿用至今。与镍铝青铜、高锰铝青铜等螺旋桨材料相比，锰黄铜原材料价格低，铸造工艺性能好，是内河船舶中、小型螺旋桨使用的主要材料之一。但随着内河船舶向着高速化、大型化方向的发展，对锰黄铜螺旋桨材料的性能提出了更高的要求。众所周知，合金化及微合金化是提高锰黄铜组织与性能的有效手段。从锰黄铜的成分(铜(Cu)52 62%，锰(Mn)O. 5 4. 0%，铝(Al)O. 5 3. 0%，锌(Zn)35 40%，铁(Fe)O. 5 2. 5%,镍(Ni) ￡1%,余量为少量杂质元素)来看,该合金尚未进行微合金化。钛(Ti)和硼(B)元 素联合加入到铜合金中，不仅形成TiB2等高熔点物相，在合金凝固过程中对铜合金起到非均质形核作用，细化合金晶粒组织，而且Ti元素在合金凝固后的冷却过程中与Cu形成固溶体和g相等化合物强化合金，显著提高合金的性能。锶(Sr)是一种活性元素，并且在锰黄铜中的固溶度极小，因此，向锰黄铜中加入微量锶(Sr)将对钛(Ti)、硼(B)的烧损起到保护作用，而且在合金凝固后的冷却过程中还将与Cu生成SrCU5、SrCU等金属间化合物，强化合金。到目前为止，我国尚未有一种具有自主知识产权的锶、钛和硼复合微合金化的高性能锰黄铜可供使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是在锰黄铜主要成分的基础上，通过添加微量锶、钛和硼，专利技术一种高性能的锰黄铜及其制备方法。本专利技术的技术方案之一是 一种锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜，其特征是它包括 锶(Sr)，质量百分比为O. ΟΓΟ. 03% ； 钛(Ti)，质量百分比为O. OI O. 05% ； 硼(B)，质量百分比为O. 002 O. 008% ； 猛黄铜，余量； 各组份的质量百分比之和为100%。所述的锰黄铜主要由铜(Cu)、铝(Al)、锰(Mn)、锌(Zn)、铁(Fe)、镍(Ni)、锶(Sr)、钛(Ti)和硼(B)组成，其中，锌(Zn)的质量百分比为35 40%，锰(Mn)的质量百分比为O.5 4. 0%，铝(Al)的质量百分比为O. 5 3. 0%，铁(Fe)的质量百分比为O. 5 2. 5%，镍(Ni)的质量百分比为￡1. 0%，余量为杂质。本专利技术的技术方案之二是一种锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜的制备方法，其特征是 首先，将锰黄铜熔化后，依次加入Al-Sr中间合金和AlTiB中间合金，在添加过程中必须按所列次序添加，即必须等前一种中间合金熔化后再加入后一种中间合金；其次，待全部熔化后，倒入浇包，静置后除渣并浇铸成锭；即可获得锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜。所述的Al-Sr中间合金中锶(Sr)质量百分比为8. 901% 10. 879%, AlTiB中间合金中钛(Ti)的质量百分比为4. 509 5. 511%、硼(B)的质量百分比为O. 882% I. 078 %。所述的Al-Sr中间合金中Sr的最佳质量百分比为9. 89%, Al-Ti-B中间合金中Ti的最佳质量百分比为5. 01%、B的质量百分比为O. 98 %。本专利技术的有益效果是 (I)本专利技术锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜，具有组织致密、晶粒细小、硬度高、抗腐蚀性好、摩擦系数低等特点。如本专利技术锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜(以实施例一为例)，其硬度(HV)为188. 3HV，比常规锰黄铜(以对比例一为例)的硬度154. 8 HV提高了21. 6%;再如按国标GB 10124-88 (均匀腐蚀试验方法)，其在3. 5% NaCl (试验温度为20°C )溶液中的均匀腐蚀速率为O. 02391mm/a (以实施例一为例)，比常规锰黄铜(以对比例一为例)的均匀腐蚀速率O. 02654 mm/a降低了 9.9%0(2)本专利技术锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜(以实施例一为例)，在高频往复摩擦磨损试验机上(频率20Hz，载荷IN，时间lOmin，冲程O. 8^1mm,摩擦对偶件为直径4 mm的Si3N4球)的干摩擦系数为O. 0224，比常规锰黄铜(以对比例一为例)的干摩擦系数O. 0271降低了 17. 3% ;在3. 5%NaCl溶液中的湿摩擦系数为O. 0206 (以实施例一为例)，比原有锰黄铜(以对比例一为例)的湿摩擦系数O. 0253降低了 18. 6%，摩擦系数大幅降低。(3)本专利技术通过大量的试验获得了理想的制备方法，尤其是通过采用按次序加入各中间合金的方法来控制各组份含量，按本专利技术的工艺能容易地得到符合要求的微合金化的锰黄铜材料。(4)本专利技术公开了一种锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜的制备方法，一定程度上打破了国外对高性能锰黄铜的技术封锁。附图说明图I是本专利技术实施例一的锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜金相组织。图2是本专利技术对比例一的常规锰黄铜金相组织。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例一 如图I所示。—种银、钛和硼复合微合金化的猛黄铜,其制备方法 按8. 3624kg配制为例。首先，将8. 3kg市售锰黄铜(其中铜52 62%，锰O. 5 4. 0%，铝O. 5 3. 0%，锌35 40%，铁O. 5^2. 5%,镍￡1%,余量为少量杂质元素，下同)熔化后依次加入21g Al-Sr中间合金(89. 85%A1，9. 89%Sr (可在 8. 901% 10. 879 之间浮动)，0· 16%Fe，0. 10%Si) (Sr 的损失率约为 40%)、41· 4gAlTiB 中间合金(93. 69%A1,5. 01%Ti (可在 4. 509% 5. 511% 之间浮动，损失率约为8%)，O. 98%B (可在O. 882% I. 078 %之间浮动)，0. 19%Fe，0. 13%Si )，所述的中间合金可直接从市场上购置，也可采用常规方法自行配制，熔化过程中等前一种中间合金熔化后再加入后一种中间合金；待全部熔化后，倒入浇包，静置保温f 5min后，除渣并浇铸成锭；即获得锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜。本实施例的锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜经光谱实际测量成分为38. 74%Zn，I.08 %Mn, I. 87% Al,O. 79% Fe，O. 43%Ni，O. 015% Sr，O. 023%Ti，O. 0045%B，余量为Cu和少量杂质元素。本实施例的复合微合金化后的锰黄铜组织细小、致密(图1)，其硬度(HV)为188. 3HV，按国标GB 10124-88 (均匀腐蚀试验方法)，其在3. 5% NaCl (试验温度为20°C)溶液中的均匀腐蚀速率为O. 02391mm/a，在高频往复摩擦磨损试验条件下，与Si3N4球对摩时， 在空气中的干摩擦系数为O. 0224，在3. 5%NaCl溶液中的湿摩擦系数为O. 0206。实施例二 一种银、钛和硼复合微合金化的猛黄铜，其制备方法 按8. 3624kg配制为例。首先，将8. 305kg 市售锰黄铜(成分58. 51Cu，38. 47Zn, I. 16Μη，0· 81Α1，0· 72Fe,O. 23Ni，实施例中所有元素符号前的数字均表示质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锶、钛和硼复合微合金化的锰黄铜，其特征是它包括：？？？？锶（Sr），质量百分比为0.01~0.03%；钛（Ti），质量百分比为0.01~0.05%；硼（B），质量百分比为0.002~0.008%；锰黄铜，余量；各组份的质量百分比之和为100%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何峰林，何峰明，丁志红，王宏宇，许晓静，潘励，楚满军，陈树东，
申请(专利权)人：镇江金叶螺旋桨有限公司，
类型：发明
国别省市：