一种高强耐磨黄铜管材的制备方法

摘要

一种高强度耐磨性好的黄铜管的制备方法，基于一种以β相为基的单相新型高强耐磨黄铜基体材料，其采用以热加工为主的热挤制变形，变形程度最大可达95％以上的热挤制加工；以Cu-Zn合金为基，通过能形成耐磨相的合金元素如Fe、Ni、Mn、Co、Ti、Cr、Si、Al多元少量合金元素，构成复杂的5～9元合金体系；根据这些具有强烈化合作用的合金元素，在高温下几乎不与基体合金元素Cu、Zn起反应，但它们之间却存在强烈的化合倾向，可以分别形成FeAl₃、Mn₅Si₃、Ni₂Si、Co₂Si、Cr-Si、Fe₃Si、Ni-Ti高硬度金属化合物特点，能在基体上形成成分复杂、硬度极高的耐磨相。

主权项

1、一种高强耐磨黄铜管材的制备方法，基于一种以β相为基的单相高强耐磨黄铜基体材料，其特征在于：以Cu-Zn合金为基，通过能形成耐磨相的合金元素其成分重量百分比为：Fe0.5％-1.3％、Ni2.5％-4.0％、Mn0.5％-0.8％、Co1.5％-2.0％、Si0.5％-1.5％、Al3.5％-4.5％、Cr0.1％～0.25％、Zn27％-32％，余量为Cu的多元少量合金元素，构成复杂的9元合金体系；采用以热加工为主的热挤制变形工艺，变形程度最大为95％以上的热挤制加工，生产黄铜管材；具体制作工艺如下：首先按配比称重合金材料，分别先后投入具有熔体搅拌功能强、功率因数高的工频有芯感应电炉进行熔炼；铸造采用1300～1400℃的非直接水冷的红锭铸造；引锭方式采用有利于结晶器内液体凝壳的拉3秒停4秒的工艺步骤；并采用烤红烟灰作为润滑剂；铸造速度1.5～4.5m/h，水压0.02～0.1MPa，结晶器规格为Φ245×300～450mm；采用利于铸锭快速升温的电阻加热炉加热；采用油压机及配套合理的穿孔针对加热的铸锭进行管材挤制，穿孔针预热温度200-350℃；合金挤制温度500～800℃，合金的相变温度550～700℃，挤制流变速度0.5～2.2m/s，挤制后的冷却制度根据合金相变温度的高低来决定采用强冷却水环；其中强冷却水环的冷却水压控制在0.02～0.06MPa，达到亚淬火状态的冷却速度；矫直是采用挤制后趁热立即对挤制的管材进行热矫直；采用退火炉对矫直的管材进行回火处理，回火温度300～350℃，回火时间1-2小时，消除内应力，改善合金α相分布状态及形状；采用带锯或慢速锯按尺寸要求对管材进行头尾锯切。