[发明专利]一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料及其制备方法，该合金材料组分包含碳化硅、铝、铁、锰、镍、镧、硅、锡以及铜，其中合金材料的组分按重量百分比分别为：碳化硅：1‑2.5％,铝：15‑17％，铁：6‑8％，锰：6‑7.5％，镍：2‑3.5％，镧或铈：1‑2％，硅：1.5‑3.5％，锡：1.5‑2.5％，余量为铜。在传统青铜材料中加入碳化硅陶瓷颗粒，用以提高铸造合金材料的硬度；并适当的添加相应的稀土元素镧或铈，用于进一步细化、改善合金内部材料的径粒组织结构，从而使材料在不需要进一步锻打或者热处理的前提下，即可实现合金材料的强度和硬度，进一步满足核电汽轮机用材料的要求。同时也避免了原有合金材料因锻打而产生的开裂情况，进一步减少了材料在铸造过程中产生的气孔率。

技术领域

本发明涉及合金材料领域，特别涉及一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料及其制备方法。

背景技术

青铜材料具有良好的延展性和可锻性等性能，因此其应用较为广泛，其主要应用于核电汽轮机的技术领域中，具体是用于锻打成型各类阀块、耐磨泵块。但是，随着核电工业的大力发展，市场需求更多、更优的材料，由于锻打处理产生的缺陷，使得目前所使用的青铜锭已越来越不能满足国内外高标泵阀类合金锭的需求。另外，由于材料内部结构的原因，通过翻砂铸造的青铜材料，极易产生气孔表面夹杂，不易二次成型。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，该合金材料组分包含碳化硅、铝、铁、锰、镍、镧、硅、锡以及铜，其中合金材料的组分按重量百分比分别为：碳化硅：1-2.5％,铝：15-17％，铁：6-8％，锰：6-7.5％，镍：2-3.5％，镧：1-2％，硅：1.5-3.5％，锡：1.5-2.5％，余量为铜。

进一步地，其中合金材料的组分按重量百分比分别为：碳化硅：1.8％, 铝：16％，铁：7％，锰：6.8％，镍：2.8％，镧：1.5％，硅：2.5％，锡：2％，余量为铜。

一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料，该合金材料组分包含碳化硅、铝、铁、锰、镍、镧、硅、锡以及铜，其中合金材料的组分按重量百分比分别为：碳化硅：1-2.5％,铝：15-17％，铁：6-8％，锰：6-7.5％，镍： 2-3.5％，铈：1-2％，硅：1.5-3.5％，锡：1.5-2.5％，余量为铜。

进一步地，其中合金材料的组分按重量百分比分别为：碳化硅：1.8％, 铝：16％，铁：7％，锰：6.8％，镍：2.8％，铈：1.5％，硅：2.5％，锡：2％，余量为铜。

进一步地，碳化硅的纯度为99.9％。

本发明提供的一种用于电力机械耐磨件的铸造合金材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照配比将铝、铁、锰、镍、硅、锡和铜置于工频电炉内，加热至1150℃完全熔化后并保温；

2)将镧按照比例添加到正在保温的合金溶液当中，开启振动装置与搅拌装置，振动装置振动频率为：6次/秒；搅拌装置搅拌速率为：350转 /分钟，搅拌时间为:15-20分钟；

3)将纯度在99.9％的碳化硅颗粒添加到合金溶液当中，同时进行再次搅拌，搅拌速率为350转/分钟；搅拌时间15-20分钟；

4)将搅拌完成的合金溶液转移至铸造保温炉当中，第三次进行搅拌，搅拌时间为5-10分钟，速率为200转/分钟；

5)将搅拌完成的合金溶液静止3-5分钟，并取样检测，已确定成份在设定范围之内；成份合格后，采用导流管直接将熔体引入结晶器，结晶器内涂抹润滑油，炉膛内覆盖3-5cm厚度的炭黑以减少氧化和生渣的机会；

6)用水平铸造法铸造，合金锭外径为210mm,铸造速度为3m/h，选择结晶器高度为190mm,冷却水压力为0.15MPa,引锭温度控制为 1100-1130℃之间；