一种化纤卷曲机回转侧铜板合金及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种化纤卷曲机回转侧铜板合金及其制备方法，目的是提供一种低硬度、高耐磨性、克服偏析缺陷的化纤卷曲机回转侧铜板合金及其制备方法。所述合金由如下组分按重量百分比组成：镍2～10%、锡1～5%、铅10～25%、锌0.5～3%，余量为铜。其制备方法为：铜熔化，加入镍粉，电磁搅拌2～3分钟，加入锡粉和锌粉，待其完全融化后再加入铅粉，电磁搅拌2～3分钟，将溶液进行气雾化制粉，制成合金粉末，将制好的粉末过100目筛合批，模压成型，氢气保护烧结后保温，烧结好的料坯在60℃～100℃进行锻造，然后机加工即得产品。本发明制备的产品具有高耐磨性低硬度的优点，使用寿命长且不容易割伤纤维丝。
【专利说明】一种化纤卷曲机回转侧铜板合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铜合金，具体涉及一种化纤卷曲机回转侧铜板所用铜合金。
【背景技术】
[0002]卷曲机是化纤短纤维后加工生产线上的最关键的设备，指根据机械卷曲原理对加工中的化纤短纤维丝束进行卷曲变形的设备。当卷曲机在生产运行中，纤维丝在高速旋转的回转侧铜板上进行拉伸，为保证产品质量，要求既不能切断纤维丝，也不可损伤纤维丝。为此，回转侧铜板合金的材质需同时具备低硬度和高耐磨性的特性。
[0003]我国用于化纤生产的设备及其配件多依赖进口，使得设备成本增加。而国产回转侧铜板的使用寿命只有同类进口配件寿命的1/3-1/2，如果使用国产配件，将可能因频繁停机更换回转侧铜板，而严重影响到生产率和纤维丝的产品质量。国内化纤卷曲机所用的回转侧铜板一般用普通黄铜合金生产，如专利GB2008148A中所述的铜合金板，虽然成本较低,但此类合金材料的耐磨性较差、使用寿命极短。
[0004]现有技术中，化纤卷曲机回转侧铜板主要是铜基合金，但由于各种合金组成金属的熔点相差达较大，合金材料的均匀性受到很大限制，极易产生材料的大面积偏析和性能差异，其耐腐蚀性能，尤其是耐化纤生产车间内的酸雾腐蚀性就变差。例如:增加铜合金的耐磨性主要是加入铅金属，但铅这种元素在液态铜中的溶解度极小，几乎不溶于铜，这样在合金中加入过多，超过5%时就会产生偏析，越多则偏析越严重。且合金提高耐磨性的同时，其硬度通常也会提高较多，生产中容易割伤纤维丝。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的是提供`
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:一种化纤卷曲机回转侧铜板合金及其制备方法，所述合金由如下组分按重量百分比组成:镍2-10%、锡I-5%、铅10-25%、锌0.5-3%，余量为铜。
[0007]进一步优选的是，镍8-10%、锡3-5%、铅20-25%、锌2-3%，余量为铜。
[0008]再进一步优选的是，所述的合金由如下组分按重量百分比组成:镍10%、锡5%、铅25%、锌 3%，铜 57%。
[0009]所述的化纤卷曲机回转侧铜板合金的制备方法，其特征在于:包括步骤:
[0010](I)将铜在坩埚中于1100°C-1200°C温度熔化；
[0011](2)将计算量镍粉加入，电磁搅拌2-3分钟，加入锡和锌，待其完全融化后再加入铅粉，继续电磁搅拌2-3分钟，将溶液加入雾化筒进行气雾化制粉，制成合金粉末；
[0012](3)将制好的粉末进行筛分处理，-100目以下的粉末预留备用，+100目以上的回炉再制粉；
[0013](4)将制好的粉末进行合批，用模具将合批后的粉末压制成型；[0014](5)将压制好的粉坯送入氢气保护炉进行烧结，烧结温度为700°C-900°C，保温时间为I-4小时，期间通入氢气保护；
[0015](6)将烧结好的料坯进行锻造，锻造温度为60V-100°C ；
[0016](7)将锻造好的料坯进行机加工即得产品。
[0017]进一步的，化纤卷曲机回转侧铜板合金的制备方法步骤(2)中所述的镍粉、锡粉、锌粉、铅粉均为40-60目。添加的是40-60目的粉末金属，这是为了将添加的金属能快速溶解在铜液里，但其粒径不能过小，否则不易保存，容易氧化，氧化物会严重影响产品品质。当然也可以直接添加条状或其它形状的金属块。
[0018]上述技术方案中各组分的用量是参与反应的最佳原料比例，但是本领域技术人员可以根据本发明的教导进行等同的变化。例如:因为工业生产本身的误差导致的参数变化，或者再复配别的组分增加相应的合金性能，均与本发明的技术方案等同。
[0019]本发明制 备回转侧铜板合金的方法，对不同合金组分进行大量试验摸索，采取特定工艺，尤其是特定的合金组分添加顺序，不仅避免了铅氧化层的产生，也有效地解决了铸造材料偏析的问题，使得制备的铜板合金具有很高的耐磨性，很好的解决了卷曲机回转侧铜板寿命短的问题，且制备的回转侧铜板的硬度也较低，不容易割伤纤维丝。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明制备的化纤卷曲机回转侧铜板合金的耐磨性能测试曲线图。
【具体实施方式】
[0021]为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，特提供下面优选的实施例，但本发明的技术思想并不限于以下实施例。
[0022]实施例一
[0023]将铜在坩埚中于1100°C温度熔化，加入镍粉，电磁搅拌3分钟，依次加入锡粉和锌粉，待其完全融化后再加入铅粉，继续电磁搅拌2分钟，将溶液加入雾化筒进行气雾化制粉，制成合金粉末；制好的粉末进行筛分处理，-100目以下的粉末预留备用，+100目以上的回炉再制粉；制好的粉末进行合批，用模具将合批后的粉末压制成型；将压制好的粉坯送入氢气保护炉进行烧结，烧结温度为800°C，保温时间为3小时，期间通入氢气保护；将烧结好的料坯进行锻造，锻造温度为60°C ;将锻造好的料坯进行机加工即得产品。
[0024]实施例二
[0025]将铜在坩埚中于1150°C温度熔化，加入镍粉，电磁搅拌3分钟，依次加入锡粉和锌粉，待其完全融化后再加入铅粉，继续电磁搅拌3分钟，将溶液加入雾化筒进行气雾化制粉，制成合金粉末；制好的粉末进行筛分处理，-100目以下的粉末预留备用，+100目以上的回炉再制粉；制好的粉末进行合批，用模具将合批后的粉末压制成型；将压制好的粉坯送入氢气保护炉进行烧结，烧结温度为900°C，保温时间为2小时，期间通入氢气保护；将烧结好的料坯进行锻造，锻造温度为60°C ;将锻造好的料坯进行机加工即得产品。
[0026]实施例三
[0027]将铜在坩埚中于1000°C温度熔化，加入镍粉，电磁搅拌2分钟，依次加入锡粉和锌粉，待其完全融化后再加入铅粉，继续电磁搅拌2分钟，将溶液加入雾化筒进行气雾化制粉，制成合金粉末；制好的粉末进行筛分处理，-100目以下的粉末预留备用，+100目以上的回炉再制粉；制好的粉末进行合批，用模具将合批后的粉末压制成型；将压制好的粉坯送入氢气保护炉进行烧结，烧结温度为700°c，保温时间为4小时，期间通入氢气保护；将烧结好的料坯进行锻造，锻造温度为80°C ;将锻造好的料坯进行机加工即得产品。
[0028]锻造温度为60°C ;将锻造好的料坯进行机加工即得产品。
[0029]实施例四
[0030]将铜在坩埚中于1000°C温度熔化，加入镍粉，电磁搅拌3分钟，依次加入锡粉和锌粉，待其完全融化后再加入铅粉，继续电磁搅拌3分钟，将溶液加入雾化筒进行气雾化制粉，制成合金粉末；制好的粉末进行筛分处理，-100目以下的粉末预留备用，+100目以上的回炉再制粉；制好的粉末进行合批，用模具将合批后的粉末压制成型；将压制好的粉坯送入氢气保护炉进行烧结，烧结温度为800°C，保温时间为3小时，期间通入氢气保护；将烧结好的料坯进行锻造，锻造温度为80°C ;将锻造好的料坯进行机加工即得产品。
[0031]将实施例1制备的化纤卷曲机回转侧铜板合金、H63黄铜合金、663锡青铜合金于西安交通大学锻造与耐磨材料研究所进行耐磨性测试，测试结果如图1所示。其中曲线I为本发明制备的化纤卷曲机回转侧铜板合金的耐磨曲线，曲线2为H63黄铜合金的耐磨曲线，曲线3为663锡青铜的耐磨曲线；纵坐标为磨损率(lO^tai^N'nT1)，横坐标为磨损时间(S)。
[0032]从图1可以看出本发明制备的化纤卷曲机回转侧铜板合金的耐磨性能远远高于其余两种铜合金的耐磨性。
[0033]将实施例2制备的化纤卷曲机回转侧铜板合金、市售663锡青铜合金按照国标GB/T231.1-2009《金属布氏硬度试验第I部分》中硬度测试方法于室温下，试验条件为HBW10/1000/30,即使用IOmm的硬质合金球对试样施以IOOOkgf的试验力并保持30s，测试结果如表I所示:
[0034]表I硬度测试结果
[0035]
【权利要求】
1.本发明是一种化纤卷曲机回转侧铜板合金，其特征在于:所述合金由如下组分按重量百分比组成:镍2-10%、锡I-5%、铅10-25%、锌0.5-3%，余量为铜。
2.根据权利要求1所述的化纤卷曲机回转侧铜板合金，其特征在于:所述的合金由如下组分按重量百分比组成:镍8-10%、锡3-5%、铅20-25%、锌2-3%，余量为铜。
3.根据权利要求1所述的化纤卷曲机回转侧铜板合金，其特征在于:所述的合金由如下组分按重量百分比组成:镍10%、锡5%、铅25%、锌3%，铜57%。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的化纤卷曲机回转侧铜板合金的制备方法，其特征在于:包括步骤: (1)将铜在坩埚中于1100°C-1200°C温度熔化； (2)将计算量镍粉加入，电磁搅拌2-3分钟，依次加入锡粉和锌粉，待其完全融化后再加入铅粉，继续电磁搅拌2-3分钟，将溶液加入雾化筒进行气雾化制粉，制成合金粉末； (3)将制好的粉末进行筛分处理，-100目以下的粉末预留备用，+100目以上的回炉再制粉； (4)将制好的粉末进行合批，用模具将合批后的粉末压制成型； (5)将压制好的粉坯送入氢气保护炉进行烧结，烧结温度为700°C-900°C，保温时间为I-4小时，期间通入氢气保护； (6)将烧结好的料坯进行锻造，锻造温度为60V-100°C； (7)将锻造好的料坯进行机加工即得产品。
5.根据权利要求2所述的化纤卷曲机回转侧铜板合金的制备方法，其特征在于:步骤(2)中所述的镍粉、锡粉、锌粉、铅粉均为40-60目。
【文档编号】C22C1/04GK103451471SQ201310312201
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】王志 申请人:西安健科新技术开发有限公司