一種銀鎂鎳合金摩擦環(huán)的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種銀鎂鎳合金摩擦環(huán)的制備方法，包括以下步驟：清洗真空中頻感應(yīng)爐爐壁和原材料，將原材料進(jìn)行破碎、脫氣處理，在真空度為5～10Pa的條件下熔煉得到銀鎳中間合金，再用銀片包覆鎂，用銀絲將其綁于坩堝上端，熔煉得到銀鎂鎳合金鑄錠，用稀硫酸溶液去鑄錠表面氧化膜，將成分和內(nèi)部、表面都合格的鑄錠進(jìn)行加工，板材軋制開坯后用液壓機壓平，棒材則冷鍛或熱鍛多次，達(dá)到其硬度要求，采用線切割和銑床分別將板材和棒材加工成毛胚環(huán)，車床加工到成品尺寸，采用超聲波和X射線無損檢測進(jìn)行產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量檢測。通過該方法得到的銀鎂鎳合金摩擦環(huán)產(chǎn)品表面光潔平整，無裂紋、起皮、及腐蝕變色等缺陷。
【專利說明】一種銀鎂鎳合金摩擦環(huán)的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銀鎂鎳合金摩擦環(huán)的制備方法，特別提供了一種制備高質(zhì)量、高性能、高標(biāo)準(zhǔn)銀鎂鎳摩擦環(huán)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銀鎂鎳合金具有“內(nèi)氧化”特性，內(nèi)氧化后具有良好的彈性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、密封性，其硬度穩(wěn)定且不可逆(即內(nèi)氧化后其硬度不隨溫升而變化)等優(yōu)點被優(yōu)選為航天運載火箭氫氧泵密封耐磨材料。
[0003]目前，國內(nèi)該材料只有絲、片材制品，對于環(huán)狀制品還僅處于初步試制階段，問題主要在于環(huán)狀制品尺寸較大，在加工過程中較難保證合金環(huán)各處化學(xué)成分的均勻性，且容易出現(xiàn)夾雜、縮孔、疏松、裂紋、冷隔和分層等缺陷，熔煉后合金鑄錠及加工后合金的內(nèi)部缺陷較難控制，較難達(dá)到高品質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時批量穩(wěn)定性較差，尤其力學(xué)性能偏差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種銀鎂鎳合金摩擦環(huán)的制備方法，針對大尺寸加工件銀鎂鎳摩擦環(huán)制品各處的成分控制問題以及在加工過程中存在的缺陷，通過優(yōu)化熔煉技術(shù)，提高鑄錠質(zhì)量，盡量避免夾雜、縮孔、疏松、裂紋、冷隔和分層等缺陷的密集出現(xiàn)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)要求，滿足使用需求。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種銀鎂鎳合金摩擦環(huán)的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0007]I)清潔真空中頻感應(yīng)爐爐壁，確保爐內(nèi)無其它金屬或污染物；
[0008]2)以銀、鎂、鎳為原材料，將銀、鎳破碎后放在稀硫酸中浸泡0.5h，而后用銅絲刷刷去表面污物，清水沖凈，用丙酮或酒精脫水后，風(fēng)干備用；
[0009]3)將原材料銀、鎳分別放入真空中頻感應(yīng)爐的高純石墨坩堝中，進(jìn)行真空熔煉、除氣處理；
[0010]4)將除氣處理后的銀和鎳放入高純石墨坩堝中，熔煉得到銀鎳中間合金，真空度為5~IOPa ；
[0011]5)將銀鎳中間合金放入高純石墨坩堝中，用銀片包裹鎂，并用直徑為3.0~3.5mm的銀絲將其綁于坩堝上端，熔煉得到銀鎂鎳合金的板材鑄錠或棒材鑄錠，熔煉時的真空度為5~10Pa，控制銀鎂鎳合金中合金成分的質(zhì)量百分含量為:鎂0.18~0.26%;鎳0.25~0.31% ;余量為銀；
[0012]6)鑄錠出爐后，用15wt%的稀硫酸水溶液洗去表面的氧化膜，用銅絲刷清洗反應(yīng)物，用水沖洗，晾干備用；
[0013]7)將鑄錠取樣做化學(xué)成分分析，并將化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量符合:Mg 0.18~0.26 % ；Ni 0.25 ~0.31 % ；Pb ( 0.005 % ；Sb ( 0.003 % ；Fe ^ 0.01 % ；Cu ^ 0.01 % ；Bi ( 0.005%，所含雜質(zhì)的總含量不大于0.1 %的鑄錠進(jìn)行超聲波無損檢測，選取合格鑄錠，進(jìn)行下一步加工；
[0014]8)將板材鑄錠進(jìn)行軋制，道次變形量在10%左右，總變形量30% ;然后將板材用四柱液壓機壓平；棒材鑄錠則采用冷鍛或熱鍛的方法進(jìn)行壓力加工，得到的棒材總變形控制在60%~70%，道次變形量控制在5%~10%，鍛造過程中保證坯料圓柱表面圓整而光滑； [0015]9)將軋制好的板材或者鍛造好的棒材進(jìn)行超聲波無損檢測，選擇符合條件的板材或棒材，然后將板材或棒材分別通過線切割和銑床加工成毛胚環(huán)，最后都通過車床加工至成品尺寸；
[0016]10)對成品進(jìn)行超聲波和X射線無損檢測，選擇合格成品。
[0017]所述步驟8)中，棒材鑄錠采取冷鍛時，高度總變形小于70%;采用熱鍛時，鍛造需墩粗-壓長-墩粗-壓長，反復(fù)1-2次。
[0018]由于鎂的沸點為1060°C，而鎳的熔點為1455°C，因此本發(fā)明在制備銀鎂鎳合金鑄錠過程中，先熔煉得到銀鎳中間合金，從而能降低銀鎂鎳合金的熔煉溫度，為了防止鎂揮發(fā)而無法加入中間合金中，從而影響合金成分，將鎂用銀片包裹。另外須嚴(yán)格控制合金中雜質(zhì)的含量，以有效地保證銀鎂鎳合金鑄錠的成分均勻、無明顯夾雜、氣孔等缺陷，從而保證產(chǎn)品進(jìn)一步加工前的產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明原材料中的雜質(zhì)的重量百分含量須控制在以下范圍內(nèi):Pb ( 0.005% ；Sb ( 0.003% ；Fe ^ 0.01% ；Cu ^ 0.01% ；Bi ( 0.005%，所含雜質(zhì)的總含量不大于0.1 %。
[0019]在所述步驟4)和步驟5)中，裝料時避免產(chǎn)生架橋現(xiàn)象。
[0020]所述步驟8)中得到的板材或棒材的顯微維氏硬度值為55~IOOHv即達(dá)到硬度要求。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0022]本發(fā)明選擇合理的銀鎂鎳合金鑄錠的熔煉方法，有效地保證了銀鎂鎳合金鑄錠的成分均勻、無明顯夾雜、氣孔等缺陷，從而保證產(chǎn)品進(jìn)一步加工前的產(chǎn)品質(zhì)量；并通過選取合適的加工工藝有效控制軋制或者鍛造過程中所造成的缺陷，最終銀鎂鎳合金摩擦環(huán)產(chǎn)品表面光潔平整，無裂紋、起皮、及腐蝕變色等缺陷，并通過超聲波檢測技術(shù)及X射線檢測技術(shù)檢測成品內(nèi)部不存在縮孔、疏松、裂紋、冷隔和分層等缺陷，同時保證其顯微維氏硬度值不小于55Hv，不大于ΙΟΟΗν。
【具體實施方式】
[0023]以下通過具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0024]實施例1
[0025]制備AgMg0.24Ν?0.29銀鎂鎳合金摩擦環(huán)，其中各合金成分的重量百分含量為:Mg0.24% ；Ni 0.29%，余量為Ag，具體步驟如下:
[0026]I)清潔真空中頻感應(yīng)爐熔煉爐壁，確保爐內(nèi)無其它金屬或污染物。
[0027]2)將銀、鎳破碎后放在稀硫酸中浸泡0.5h，而后用銅絲刷刷去表面污物，清水沖凈，用丙酮或酒精脫水后，風(fēng)干。
[0028]3)將銀、鎳放入真空中頻感應(yīng)爐的高純石墨坩堝中進(jìn)行熔煉、除氣。[0029]4)將脫氣后的銀、鎳放入高純石墨坩堝中，在真空度為5~IOPa的條件下熔煉得到銀鎳中間合金。
[0030]5)將銀鎳中間合金放入高純石墨坩堝中，用銀片包鎂，并用直徑為3.0~3.5mm的銀絲將其綁于坩堝上端，在真空度為5~IOPa的條件下熔煉得到銀鎂鎳合金棒材。
[0031]6)棒材鑄錠出爐后，用15%的稀硫酸水洗去表面氧化膜，銅絲刷清洗反應(yīng)物，用水沖洗，晾干備用。
[0032]7)取樣做化學(xué)成分分析，分析結(jié)果如表1所示。
[0033]表1
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種銀鎂鎳合金摩擦環(huán)的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)清潔真空中頻感應(yīng)爐爐壁，確保爐內(nèi)無其它金屬或污染物； 2)以銀、鎂、鎳為原材料，將銀、鎳破碎后放在稀硫酸中浸泡0.5h，而后用銅絲刷刷去表面污物，清水沖凈，用丙酮或酒精脫水后，風(fēng)干備用； 3)將原材料銀、鎳分別放入真空中頻感應(yīng)爐的高純石墨坩堝中，進(jìn)行真空熔煉、除氣處理； 4)將除氣處理后的銀和鎳放入高純石墨坩堝中，熔煉得到銀鎳中間合金，真空度為5 ~IOPa ； 5)將銀鎳中間合金放入高純石墨坩堝中，用銀片包裹鎂，并用直徑為3.0~3.5mm的銀絲將其綁于坩堝上端，熔煉得到銀鎂鎳合金的板材鑄錠或棒材鑄錠，熔煉時的真空度為5~10Pa，控制銀鎂鎳合金中合金成分的質(zhì)量百分含量為:鎂0.18~0.26% ;鎳0.25~0.31% ;余量為銀； 6)鑄錠出爐后，用15wt%的稀硫酸水溶液洗去表面的氧化膜，用銅絲刷清洗反應(yīng)物，用水沖洗，晾干備用； 7)將鑄錠取樣做化學(xué)成分分析，并將化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量符合:Mg0.18~0.26 % ；Ni 0.25 ~0.31 % ；Pb ( 0.005 % ；Sb ( 0.003 % ；Fe ^ 0.01 % ；Cu ^ 0.01 % ；Bi ^ 0.005%，所含雜質(zhì)的總含量不大于0.1 %的鑄錠進(jìn)行超聲波無損檢測，選取合格鑄錠，進(jìn)行下一步加工； 8)將板材鑄錠進(jìn)行軋制，道次變形量在10%左右，總變形量30%;然后將板材用四柱液壓機壓平；棒材鑄錠則采用冷鍛或熱鍛的方法進(jìn)行壓力加工，得到的棒材總變形控制在60%~70%，道次變形量控制在5%~10%，鍛造過程中保證坯料圓柱表面圓整而光滑； 9)將軋制好的板材或者鍛造好的棒材進(jìn)行超聲波無損檢測，選擇符合條件的板材或棒材，然后將板材或棒材分別通過線切割和銑床加工成毛胚環(huán)，最后都通過車床加工至成品尺寸； 10)對成品進(jìn)行超聲波和X射線無損檢測，選擇合格成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀鎂鎳合金摩擦環(huán)的制備方法，其特征在于，所述步驟8)中，棒材鑄錠采取冷鍛時，高度總變形小于70%;采用熱鍛時，鍛造需墩粗-壓長-墩粗-壓長，反復(fù)1-2次。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銀鎂鎳合金摩擦環(huán)的制備方法，其特征在于，在所述步驟4)和步驟5)中，裝料時避免產(chǎn)生架橋現(xiàn)象。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銀鎂鎳合金摩擦環(huán)的制備方法，其特征在于，所述步驟8)中得到的板材或棒材的顯微維氏硬度值為55~ΙΟΟΗν。
【文檔編號】C22C1/03GK103567711SQ201210262482
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月26日
【發(fā)明者】史秀梅, 陳怡蘭, 姚映君, 陳文敬, 金凱 申請人:北京有色金屬與稀土應(yīng)用研究所