[发明专利]一种镍合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镍合金，按重量百分比计，其制备原料包含：10％～50％的Cu，1％～5％的Si，1％～5％的Fe，1％～5％的Mn，余量为Ni及不可避免的杂质；通过在镍合金中添加Ti、Zr、Nb和Ce，提高了镍合金的强度，同时保持了其高韧性和高塑性；另一方面还公开了一种镍合金的制备方法。

技术领域

本发明涉及合金材料领域，尤其涉及一种镍合金及其制备方法。

背景技术

镍是银白色金属，具有磁性和良好的可塑性，它能够高度磨光和抗腐蚀。镍合金具有高强度、高韧性的特点，并具有优异的耐腐蚀性能；另外还有一些镍合金有良好的物理性能。因此在航海、航空、化工、石油、精密仪器及发电装备等领域中镍及其合金得到了广泛的应用，是现代工业和科技领域不可缺少的贵重材料。然而传统的镍合金性能已经无法满足日益苛求的经济发展需求，亟需开发一种具有优良综合性能的镍合金。

例如：在高温状态下，镍与铜可以任何比例互溶而在冷却过程中形成单相固溶体组织，其晶体结构为面心立方。在镍中加入铜，提高了镍在还原性介质中的耐蚀性，并使合金的综合力学性能得到了改善，但塑性稍有降低。Si的含量对镍合金的机械性能和物理性能有重要的影响，合金中Si、Ni含量不同则会形成不同的化合物，Si、Cu含量不同也会形成不同的化合物。凝固后铸件会产生不同成分的偏析，不同的化合物析出后对合金的组织和性能将产生很明显的影响。Si的加入使合金的耐磨性增高了，同时合金对热加工温度的敏感性也增加了。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种镍合金，按重量百分比计，其制备原料包含：10％～50％的Cu，1％～5％的Si，1％～5％的Fe，1％～5％的Mn，余量为Ni及不可避免的杂质。

作为一种优选的技术方案，所述镍合金还包含除Cu、Fe、Mn、Ni以外的一种或多种副族元素。

作为一种优选的技术方案，所述副族元素为第三副族、第四副族和第五副族中的至少一种元素。

作为一种优选的技术方案，所述第三副族的元素为稀土元素。

作为一种优选的技术方案，所述稀土元素为镧系元素。

作为一种优选的技术方案，所述镧系元素为Ce。

作为一种优选的技术方案，所述第四副族的元素为Ti和/或Zr。

作为一种优选的技术方案，所述第五副族的元素为V、Nb、Ta中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述第五副族的元素为Nb。

作为一种优选的技术方案，所述镍合金的制备方法包括以下步骤：

(1)配料：按照所述的重量百分比称取相应量的镍粉、铜粉、金属硅粉、铁粉和锰粉，进行配料；

(2)混料：将所述配料和不锈钢球按球料比放入混料罐中，在转速为200～300转/分钟的混料机上混料4～6小时，得到混好的粉料；

(3)压坯：将所述混好的粉料在液压机上以450～550MPa的压力压制成坯，压坯后获得直径为15～20毫米，高为20～30毫米的圆柱形压坯料；

(4)热压烧结：将所述压坯料放在模具中，然后将所述模具放入热压成型装置，加热至1000～1200℃，保温并开始施加压力，维持所述压力和保温温度30～60秒后，冷却至室温，最终得到镍合金产品。

有益效果：本发明提供的一种镍合金，其基础配方中引入了Cu、Si、Fe和Mn，增强了镍合金的耐腐蚀性能，尤其是在海水作用下发生的冲击腐蚀；改善了镍合金的机械性能和铸造特性，增强了合金的耐磨性。通过在镍合金中添加少量的Ti、Nb、Zr和Ce，使得在增加合金强度的同时保持了高韧性和高塑性。

具体实施方式