專利名稱：鋼基復(fù)合銅合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鋼基復(fù)合銅合金的方法，本發(fā)明屬于金屬基復(fù)合雙金屬制造技術(shù)類。 背彔技術(shù)
目前，金屬基復(fù)合雙金屬制造技術(shù)一般有固態(tài)制造法，液體制造法，固態(tài)法是在金 屬基體處于固態(tài)情況下，制成復(fù)合雙金屬的一種方法。它主要有熱壓法，軋制法和拉拔 法。以上方法所制造的雙金屬，其結(jié)合強度非常低，而爆炸焊接法雖然能產(chǎn)生極高結(jié)合 強度的雙金屬，但它只能使用于平面與平面的復(fù)合要求，而對套瓦嫘母類的產(chǎn)品就無能 為力了。液體制造法是在基體金屬處于熔融狀態(tài)下進行的復(fù)合材料方法。也很難形成雙 金屬的復(fù)合，特別是鋼和銅雙金屬的復(fù)合。新型制造法只是一種在原金屬基上鍍上一層 其他金屬，為了解上述不足，有人將鋼體的閥桿蠊母采用銅(鋁基)合金絲爆炸技術(shù)結(jié)
合在內(nèi)據(jù)紋的梯形螺紋上。如《中國專利》1994年9月21日公開的實用新型名稱鋼 基附磨雙金屬閥桿螺母，專利號ZL93232332.4，專利申請日1993年11月20日，專 利權(quán)人劉新沂。但由于該實用新型生產(chǎn)成本髙，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，工藝復(fù)雜，不能進 行批量生產(chǎn)，所以至今不能使產(chǎn)品推向市場。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種加工工藝簡單， 成本低，質(zhì)量可靠，節(jié)約大量銅合金，并能進行批量生產(chǎn)的鋼基復(fù)合銅合金的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該鋼基復(fù)合銅合金的方法，包括涂 復(fù)第一層復(fù)合劑、烘干、涂復(fù)第二層復(fù)合劑、進箱式爐預(yù)熱、將熔融的銅合金僥鑄到工 件內(nèi)，進箱式爐在氣體保護下加溫復(fù)合，滲透復(fù)合，其特征在于在涂第一層復(fù)合劑之 前，首先對工件進行鍍銅。
鍍銅是首先在堿液中對工件堿洗、經(jīng)堿洗的工件用水沖洗后，再進行酸洗，經(jīng)酸 洗的工件用水沖洗后，最后鍍銅。
堿洗用堿液配方按重量百分比計氫氧化鈉l-3g/1、碳酸鈉20-30g/1，溫度60-80X:， 時間5分鐘。主要作用是去除工件表面的油。
酸洗是采用鹽酸按重量百分比計鹽酸150-200g/1,溫度室溫，時間5分鐘。主要
作用是去氧化層，增加活性。
鍍銅用溶液配方按重量百分比計硫酸80-120 g/l、硫酸銅40-60 g/1,溫度室溫，時 間5分鐘。
滲透復(fù)合包括銅合金層在工件內(nèi)的復(fù)合和銅合金層在工件外的復(fù)合。
銅合金層在工件內(nèi)的復(fù)合是采用旋轉(zhuǎn)法，將箱式爐內(nèi)復(fù)合的工件，出爐放在旋轉(zhuǎn)機 上旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分，時間l-2分鐘。
銅合金層在工件外的復(fù)合是采用壓力法，將箱式爐內(nèi)復(fù)合的工件，出爐放在預(yù)熱的 平臺上，溫度500'C，對熔融的銅合金進行加壓，壓力是9.8N/mm2-180N/mm2，時間 為3分鐘。
工作原理是
是先用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或耐高溫鋼加工成鋼基外套或嫘母體工件，經(jīng)過防氧化處理后， 再將熔融的銅合金內(nèi)套或內(nèi)螺紋，澆鑄在鋼基外套或嫘母體內(nèi)，然后進行離心或加壓復(fù) 合，經(jīng)上述方法所制造的銅合金其強度和耐磨性都超過普通澆鑄的銅合金，因鋼基作過 防氧化處理，當熔融的銅合金澆鑄后，經(jīng)過一段時間的保溫，就形成了雙金屬相互滲透 的作用，其結(jié)合強度已超過銅合金本身的強度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是
該鋼基復(fù)合銅合金的方法，將優(yōu)質(zhì)碳素鋼或耐高溫鋼的強度和良好的綜合機械性能 與銅合金良好的減磨性能，通過特殊工藝結(jié)合在一起，構(gòu)成雙金屬復(fù)合材料。
由于采用了在涂復(fù)第一、二層復(fù)合劑之前，首先進行對工件的鍍銅處理，又由于采 用了離心或加壓復(fù)合銅合金的方法，使熔融的銅合金在離心力或壓力的作用下與銅基復(fù) 合。使雙金屬復(fù)合牢固，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。離心或壓力滲透法使得銅 合金沒有氣孔、沙眼、疏松等鑄造缺陷，并提高了銅合金的密實度，增強了銅合金的耐 磨性等綜合性能。經(jīng)《機械工業(yè)通用機械產(chǎn)品檢測所》《機械工業(yè)閥門產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢 測中心》出示的檢驗報告表明，用本發(fā)明鋼基復(fù)合銅合金的方法所制造的雙金屬闊桿螺
母可直接用于高壓閥桿螺母。經(jīng)檢測符合API，591-2003《煉油閥門的質(zhì)量驗收》標準的
要求。同時具有工藝簡單、操作方便、成本低等優(yōu)點。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例1-2對本發(fā)明鋼基復(fù)合銅合金的方法做進一步說明 實施例l:
閥桿嫘母嫘母外套1為鋼基
1、 堿洗氫氧化鈉lg/L,碳酸鈉20g/L,溫度601C,時間5分鐘，結(jié)果去油效果 良好。水洗流動水沖洗，溫度室溫，時間5分鐘。
2、 酸洗鹽酸為150g/L,溫度室溫，時間5分鐘，結(jié)果去氧化層效果良好。 水洗流動水沖洗，溫度室溫，時間5分鐘。
3、 鍍銅硫酸80g/L,硫酸銅40g/L，溫度室溫，時間5分鐘。水洗流動水沖洗， 溫度室溫，時間5分鐘。
第一遍涂復(fù)合劑，復(fù)合劑的配方為硼砂50%,硼酸50%,將工件加溫至380~420 "C烘干，第二遍涂復(fù)合劑；
進箱式爐預(yù)熱，溫度40(M50'C，后將熔融的銅合金澆鑄到工件里，澆鑄溫度 950~1050*C，然后進箱式爐進行復(fù)合。溫度為93(K1100r,時間為45分鐘。箱式爐要 滴甲醇進行氣體保護，每分鐘30滴。
用離心式方法相互滲透復(fù)合
將在箱式爐里復(fù)合的工件出爐，放在旋轉(zhuǎn)機上進行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，時間 工件為1公斤以上的為2分鐘，l公斤以下的為l分鐘，經(jīng)旋轉(zhuǎn)后的工件銅合金為中心 成圓孔狀。機加工出媒紋即可。
經(jīng)《機械工業(yè)通用機械產(chǎn)品檢測所》《機械工業(yè)閥門產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心》出示 的檢驗報告表明，用本發(fā)明鋼基復(fù)合銅合金的方法所制造的雙金屬閥桿螵母可直接用于 髙壓閥桿嫘母。經(jīng)檢測符合APL591-2003《煉油閥門的質(zhì)量驗收》標準的要求。
實施例2:
銅復(fù)合層在工件外減速機蝸輪內(nèi)芯為鋼基
1、氫氧化鈉3g/L，碳酸鈉30g/L,溫度80"，時間5分鐘，結(jié)果去油效果良好。 水洗流動水沖洗，溫度室溫，時間5分鐘。
鹽酸為200g/L，溫度室溫，時間5分鐘，結(jié)果去氧化層效果良好。水洗流動水沖 洗，溫度室溫，時間5分鐘。
3、鍍銅硫酸120g/L,硫酸銅60g/L，溫度室溫，時間5分鐘。水洗流動水沖洗， 溫度室溫，時間5分鐘
第一遍涂復(fù)合劑，復(fù)合劑的配方為硼砂50%，硼酸50%，將工件加溫至380~420 *0烘干，第二遍涂復(fù)合劑。
進箱式爐預(yù)熱，溫度40(M5(TC，后將熔融的銅合金澆鑄到工件里，澆鑄溫度
用壓力法相互滲透復(fù)合
950~1050匸，然后進箱式爐進行復(fù)合。溫度為930~1100匸，時間為45分鐘。箱式 爐要滴甲醇進行氣體保護，每分鐘30滴。
將在電爐里復(fù)合的工件出爐放在預(yù)熱的平臺上，溫度為500",對熔融的銅合金進 行加壓，壓力是9.8N/mm2-180N/mm2,時間為3分鐘。機加工出蝸輪齒形即可。
權(quán)利要求
1、 鋼基復(fù)合銅合金的方法，包括涂復(fù)第一層復(fù)合劑、烘干、涂復(fù)第二層復(fù)合劑、 進箱式爐預(yù)熱、將熔融的銅合金澆鑄到工件內(nèi)，進箱式爐在氣體保護下加溫復(fù)合，滲透 復(fù)合，其特征在于在涂第一層復(fù)合劑之前，首先對工件進行鍍銅。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼基復(fù)合銅合金的方法，其特征在于鍍銅是首先在 堿液中對工件堿洗、經(jīng)堿洗的工件用水沖洗后，再進行酸洗，經(jīng)酸洗的工件用水沖洗后， 最后鍍銅。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼基復(fù)合銅合金的方法，其特征在于堿洗用堿液配方 按重量百分比計氫氧化鈉l-3g/1、碳酸鈉20-30g/1,溫度60-80"C，時間5分鐘。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼基復(fù)合銅合金的方法，其特征在于酸洗是采用鹽酸 按重量百分比計鹽酸150-200 g/1,溫度室溫，時間5分鐘。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼基復(fù)合銅合金的方法，其特征在于鍍銅用溶液配方 按重量百分比計硫酸80-120 g/1、硫酸銅40-60 g/1，溫度室溫，時間5分鐘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼基復(fù)合銅合金的方法，其特征在于滲透復(fù)合包括銅 合金層在工件內(nèi)的復(fù)合和銅合金層在工件外的復(fù)合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼基復(fù)合銅合金的方法，其特征在于銅合金層在工件 內(nèi)的復(fù)合是采用旋轉(zhuǎn)法，將箱式爐內(nèi)復(fù)合的工件，出爐放在旋轉(zhuǎn)機上旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速2000 轉(zhuǎn)/分，時間l-2分鐘。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼基復(fù)合銅合金的方法，其特征在于銅合金層在工件 外的復(fù)合是采用壓力法，將箱式爐內(nèi)復(fù)合的工件，出爐放在預(yù)熱的平臺上，溫度50(TC， 對熔融的銅合金進行加壓，壓力是9.8N/mm2-180N/mm2，時間為3分鐘。
全文摘要
鋼基復(fù)合銅合金的方法，本發(fā)明屬于金屬基復(fù)合雙金屬制造技術(shù)類。包括涂覆第一層復(fù)合劑、烘干、涂覆第二層復(fù)合劑、進箱式爐預(yù)熱、將熔融的銅合金澆鑄到工件內(nèi)，進箱式爐在氣體保護下加溫復(fù)合，滲透復(fù)合，其特征在于在涂第一層復(fù)合劑之前，首先對工件進行鍍銅。具有雙金屬復(fù)合牢固，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，適合于工業(yè)化生產(chǎn)、工藝簡單、操作方便、成本低等優(yōu)點。
文檔編號B22D19/16GK101121197SQ200610069819
公開日2008年2月13日 申請日期2006年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日
發(fā)明者劉明強 申請人:劉明強