一种抗高温氧化耐热铜镍基合金的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抗高温氧化耐热铜镍基合金。
【背景技术】
[0002] 在冶金、热能、化工、材料加工等工业领域中，有许多零部件在高温环境下工作， 特别是在冷、热循环变化条件下工作，这些零部件往往发生高温氧化和热疲劳而失效，对 材料的高温性能提出了较高的要求；镍基合金是一种常用的高温合金材料，耐热温度高达 950°C以上，具有优异的高温力学性能、抗氧化性能、耐腐蚀性能和抵抗高温交变应力的特 性，该材料主要用于航空发动机上的热端部件；铁基高温合金的抗氧化性能、热疲劳性能、 抗高温蠕变性能不如镍基合金。相对于镍基高温合金，铁基高温合金的价格低，生产工艺简 单，主要用来制造热作模具、压铸模具和塑料模具。但上述合金的导热性、铸造和热成形工 艺性能和切削性均较差；铜镍合金具有中等以上强度，良好的导热性、耐热性、耐腐蚀性及 加工成形性能，但它在高温大气环境下合金表面容易发生氧化，生成CuO、Cu20、NiO氧化产 物。由于这些氧化产物不具有自保护性，使得合金在高温下容易产生氧化腐蚀而失效；因 此，铜镍合金主要在500°C以下的低温使用，用于制造抗海水腐蚀的螺旋桨、船舶结构件、玻 璃成形模具、塑料模具等。
【发明内容】
[0003] 针对上述情况，本发明的目的在于提供一种抗高温氧化耐热铜镍基合金，它在 900°C以下大气环境中具有优异的抗高温氧化性能和良好的抗热疲劳性能；还具有较高的 导热性和热稳定性，以及良好的热成形和切削加工性能；该合金应用范围广，易工业化生 产，便于普及推广，商业前景广阔。
[0004] 为了实现上述目的，一种抗高温氧化耐热铜镍基合金，以质量百分比计包括下述 组分：
【主权项】
1. 一种抗高温氧化耐热铜镍基合金，其特征在于，以质量百分比计包括下述组分：
以及 Cu余量。
2. 根据权利要求1所述的一种抗高温氧化耐热铜镍基合金，其特征在于，以质量百分 比计包括下述组分：
以及 Cu余量。
3. 根据权利要求1、2所述的一种抗高温氧化耐热铜镍基合金，其特征在于它的熔炼温 度为1320~1350°C，保温10~15分钟，浇注温度为1250~1280°C。
4. 根据权利要求1~3所述的一种抗高温氧化耐热铜镍基合金，其特征在于它的显微 组织为ct-Cu固溶体相+NiAl相+ 0富Cr相组成。
5. 根据权利要求1~3所述的一种抗高温氧化耐热铜镍基合金，其特征在于它的显微 硬度值高于536. 4HV2N，抗拉强度高于762MPa，延伸率大于13. 4%;500°C下的抗拉强度高于 483MPa，延伸率大于23. 6 %。
6. 根据权利要求1~3所述的一种抗高温氧化耐热铜镍基合金，其特征在于它的均匀 化退火工艺为950°CX2h，随炉冷却。
7. 根据权利要求1~3所述的一种抗高温氧化耐热铜镍基合金，其特征在于80(TC大 气环境中氧化80小时后的氧化增重为0. 237~0. 456mg/cm2;850°C大气环境中氧化80小 时的氧化增重为〇? 815~I. 378mg/cm2。
8. 根据权利要求1~3所述的一种抗高温氧化耐热铜镍基合金，其特征在于80(TC、水 冷连续循环200次，合金表面和内部均不产生热疲劳裂纹。
【专利摘要】一种抗高温氧化耐热铜镍基合金，它采用由Ni、Al、Cr、Zr、Si、Ce以及Cu组成，经熔铸、均匀化退火；该合金中各元素的质量百分含量范围为：Ni 28～35％、Al 8～10％、Cr 3～5％、Si 1～2％，Zr2～3.5％、Ce0.4～0.8％以及Cu余量的技术方案；该合金的显微组织由α-Cu固溶体相+NiAl相+β富Cr相组成；具有良好的导热性能、耐腐蚀性能和力学性能，以及优异的抗氧化性能和抗热疲劳性能；该合金能在800℃以下高温长期稳定工作，它适合作铝合金、锌合金等低熔点合金的压铸模具，玻璃、塑料成型模具，以及蒸汽管道等冷、热交变环境下工作的零部件的理想材料。
【IPC分类】C22F1-16, C22F1-08, C22C9-06, C22C30-02
【公开号】CN104711451
【申请号】CN201510050073
【发明人】彭成章, 曹获, 熊伟, 向浪, 左思
【申请人】湖南科技大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月30日