一種鎳鋅基合金制作船用機械渦輪的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及船用甲板機械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鎳鋅基合金制作船用機械渦 輪的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 船用甲板機械制造業(yè)一直以來都是采用錫青銅材料作為渦輪的加工材料，因其較 好的加工性能而在甲板機械制造領(lǐng)域長期發(fā)揮著領(lǐng)先作用。然而隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進 步，生產(chǎn)力的不斷提升，以錫青銅為材料的渦輪已不能充分滿足當(dāng)今人們的需求，而鋅基合 金與鎳基合金恰好以種種優(yōu)勢彌補了以往用錫青銅作為渦輪材料所存在的不足之處。以鋅 為基加入其他元素組成的合金。常加的合金元素有鋁、銅、鎂、鎘、鉛、鈦等。鋅基合金恪點 低，流動性好，易熔焊，釬焊和塑性加工，在大氣中耐腐蝕，殘廢料便于回收和重熔;但蠕變 強度低，易發(fā)生自然時效引起尺寸變化。熔融法制備，壓鑄或壓力加工成材。鎳基合金具有 優(yōu)異的耐磨性能，其抗氧化、耐腐蝕、焊接性能也好。鋅基合金、鎳基合金與錫青銅相比，其 主要優(yōu)點如下:機械性能更優(yōu)越、摩擦磨損特性更加優(yōu)良、價格更低廉、重量更輕。由以上可 知，鋅基合金、鎳基合金有足夠的優(yōu)勢來替代錫青銅材料應(yīng)用于機械渦輪的制作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、使用壽命長、機械性能好、耐磨性能強的鎳鋅 基合金制作船用機械渦輪的方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0005] -種鎳鋅基合金制作船用機械渦輪的方法，包括以下步驟：
[0006] (1)準(zhǔn)備原料:所述鎳鋅基合金的成分及其質(zhì)量百分比為:La: 0.001-0.008 %，Ce: 0.01-0.10% ,Nd：0.01-0.07% ,Ca： 2.0-3.5% ,Sr :0.2-1.0% ,Ba :1.0-3.5% ,Pb：0.001-0.01% ,Cu： 1.5-3.0% ,Fe：0.05-0.10% ,Sn:0.001-0.008% ,Mn：0.5-0.9% ,Cr： 1.5- 2.5 %，Ni : 15-20%，余量為Zn;以元素的氧化物、金屬單質(zhì)、鹵化物或碳酸鹽為原料，按化學(xué) 計量比稱取，充分研細混勻并壓片，獲得混合物樣品；
[0007] (2)焙燒:將步驟(1)獲得的混合物樣品置入坩堝中，在還原氣氛條件下，放入高溫 馬弗爐中焙燒，獲得燒結(jié)體;所述混合物樣品的焙燒溫度為1 〇〇〇-1400°C，焙燒時間為5-10 小時；
[0008] (3)將步驟(2)獲得的燒結(jié)體處理后得到鎳鋅基合金毛坯；
[0009] (4)粗加工:將鎳鋅基合金毛坯進行粗加工，包括車外圓、車內(nèi)孔及表面處理，制成 鎳鋅基合金圓環(huán)；
[0010] (5)精加工:將粗加工制成的鎳鋅基合金圓環(huán)進行精加工，包括精車內(nèi)圓、內(nèi)孔、車 圓弧，然后將鎳鋅基合金圓環(huán)與輪轂裝配，用定位銷定位，制成鎳鋅基合金圓輪；
[0011] (6)滾制輪齒:將精加工制成的鎳鋅基合金圓輪放在滾制輪齒機上滾制輪齒，制成 鎳鋅基合金渦輪。
[0012]作為本發(fā)明進一步的方案:所述鎳鋅基合金的成分及其質(zhì)量百分比為:1^:0.002-0.005% ,Ce:0.02-0.08% ,Nd：0.01-0.05% ,Ca：2.3-3.0% ,Sr:0.3-0.8% ,Ba：1.5-3.2% , Pb:0.003-0.08%，Cu:2.0-2.5%，F(xiàn)e:0.06-0.09%，Sn:0.002-0.006%，Mn:0.6-0.8%，Cr: 1.7-2.2%，Ni :17-19%，余量為Zn。
[0013] 作為本發(fā)明進一步的方案：所述鎳鋅基合金的成分及其質(zhì)量百分比為：La: 0.004% ,Ce:0.05% ,Nd：0.03% ,Ca:2.5% ,Sr：0.5% ,Ba：2.2% ,Pb:0.006% ,Cu：2.2% , Fe:0.075%，Sn:0.003%，Mn:0.70%，Cr:2.0%，Ni:18.20%，余量為Zn。
[0014] 作為本發(fā)明進一步的方案:還原氣氛采用氫氣或一氧化碳。
[0015]作為本發(fā)明進一步的方案:所述混合物樣品的焙燒溫度為1100-1300°C。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0017] 本發(fā)明采用鎳鋅基合金材料制作船用機械渦輪其成本比錫青銅低25%，比巴氏合 金低38%，使用壽命高1.5-2倍，機械性能好，耐磨性能強，適用于船用機械渦輪。解決了傳 統(tǒng)渦輪（甲板機械上的關(guān)鍵傳動部件）因使用錫青銅材料而PV(壓力-速度)特性較差，摩擦 系數(shù)較大，耐磨性能不夠從而致使整機工作性能較差的弊端。另外，由于鎳鋅基合金市場價 格較低廉，解決了機械制造公司企業(yè)成本浪費的問題。
【具體實施方式】
[0018] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的 實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019] 實施例1
[0020] 本發(fā)明實施例中，一種鎳鋅基合金制作船用機械渦輪的方法，包括以下步驟：
[0021 ] (1)準(zhǔn)備原料：所述鎳鋅基合金的成分及其質(zhì)量百分比為：La : 0.001 %，Ce : 0.10% ,Nd：0.01% ,Ca：3.5% ,Sr：0.2% ,Ba：3.5%,Pb：0.001% ,Cu：3.0% ,Fe：0.05% ,Sn： 0.008%，Mn:0.5%，Cr:2.5%，Ni: 15%，余量為Zn;以元素的氧化物、金屬單質(zhì)、鹵化物或碳 酸鹽為原料，按化學(xué)計量比稱取，充分研細混勻并壓片，獲得混合物樣品。
[0022] (2)焙燒:將步驟（1)獲得的混合物樣品置入坩堝中，在氫氣或一氧化碳氣氛條件 下，放入高溫馬弗爐中焙燒，獲得燒結(jié)體;所述混合物樣品的焙燒溫度為l〇〇〇°C，焙燒時間 為10小時。
[0023] (3)將步驟(2)獲得的燒結(jié)體處理后得到鎳鋅基合金毛坯。
[0024] (4)粗加工:將鎳鋅基合金毛坯進行粗加工，包括車外圓、車內(nèi)孔及表面處理，制成 鎳鋅基合金圓環(huán)。
[0025] (5)精加工:將粗加工制成的鎳鋅基合金圓環(huán)進行精加工，包括精車內(nèi)圓、內(nèi)孔、車 圓弧，然后將鎳鋅基合金圓環(huán)與輪轂裝配，用定位銷定位，制成鎳鋅基合金圓輪。
[0026] (6)滾制輪齒:將精加工制成的鎳鋅基合金圓輪放在滾制輪齒機上滾制輪齒，制成 鎳鋅基合金渦輪。
[0027] 實施例2
[0028]本發(fā)明實施例中，一種鎳鋅基合金制作船用機械渦輪的方法，包括以下步驟：
[0029] (1)準(zhǔn)備原料：所述鎳鋅基合金的成分及其質(zhì)量百分比為：La :0.008 %，Ce: 0.01% ,Nd：0.07% ,Ca：2.0% ,Sr:1.0% ,Ba： 1.0% ,Pb:0.01 % ,Cu： 1.5% ,Fe:0.10% ,Sn： 0.001 %，Mn:0.9%，Cr: 1.5%，Ni : 20%，余量為Zn;以元素的氧化物、金屬單質(zhì)、鹵化物或碳 酸鹽為原料，按化學(xué)計量比稱取，充分研細混勻并壓片，獲得混合物樣品。
[0030] (2)焙燒:將步驟（1)獲得的混合物樣品置入坩堝中，在氫氣或一氧化碳氣氛條件 下，放入高溫馬弗爐中焙燒，獲得燒結(jié)體;所述混合物樣品的焙燒溫度為1400°C，焙燒時間 為5小時。
[0031] (3)將步驟(2)獲得的燒結(jié)體處理后得到鎳鋅基合金毛坯。
[0032] (4)粗加工:將鎳鋅基合金毛坯進行粗加工，包括車外圓、車內(nèi)孔及表面處理，制成 鎳鋅基合金圓環(huán)。
[0033] (5)精加工:將粗加工制成的鎳鋅基合金圓環(huán)進行精加工，包括精車內(nèi)圓、內(nèi)孔、車 圓弧，然后將鎳鋅基合金圓環(huán)與輪轂裝配，用定位銷定位，制成鎳鋅基合金圓輪。
[0034] (6)滾制輪齒:將精加工制成的鎳鋅基合金圓輪放在滾制輪齒機上滾制輪齒，制成 鎳鋅基合金渦輪。
[0035] 實施例3
[0036] 本發(fā)明實施例中，一種鎳鋅基合金制作船用機械渦輪的方法，包括以下步驟：
[0037] (1)準(zhǔn)備原料：所述鎳鋅基合金的成分及其質(zhì)量百分比為：La :0.002 %，Ce: 0.02% ,Nd：0.01% ,Ca：2.3% ,Sr：0.3% ,Ba： 1.5% ,Pb：0.003% ,Cu：2.0% ,Fe：0.06% ,Sn： 0.002%，111:0.6%，0:1.7%，附：17%，余量為211。以元素的氧化物、金屬單質(zhì)、鹵化物或碳 酸鹽為原料，按化學(xué)計量比稱取，充分研細混勻并壓片，獲得混合物樣品