金属型和砂型铸造Cu-15Ni-8Sn合金的成分偏析研究

发布时间：2020-12-16 22:17

　　Cu-15Ni-8Sn合金是一种高强耐磨铜合金,能够应用于承受较大应力和摩擦的工况条件,常用来制造大型机械设备中的轴承或衬套。但是该合金在铸造过程中容易产生严重的锡元素宏观反偏析;此外,也容易产生气孔、缩松缩孔等缺陷,导致铸件性能急剧下降,而且还影响后续热加工和热处理工艺的效果。本文针对Cu-15Ni-8Sn合金铸锭的铸造难题,采用光谱仪、金相显微镜、电子显微镜等,研究了金属型和砂型铸造Cu-15Ni-8Sn合金的成分偏析,分析了铸锭的其他铸造缺陷,优化了铸造工艺参数。论文的主要结果如下:研究了金属型和砂型铸造Cu-15Ni-8Sn合金宏观偏析的特点,发现合金铸锭径向上宏观偏析严重,轴向上宏观偏析轻微;铸锭横截面上的偏析现象为中间Sn含量低,两边Sn含量高,呈现反偏析的现象。金属型铸锭底部径向宏观偏析绝对值为0.3wt.%,砂型为1.05wt.%,金属型铸锭中部径向宏观偏析绝对值为2.23wt.%,砂型为3.10wt.%,金属型铸锭上部径向宏观偏析绝对值为1.91wt.%,砂型为1.13wt.%。金属型铸造比砂型铸造的的Sn元素成分宏观偏析程度轻微。研究了浇注温度和模具温度对Cu-15... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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Cu-15Ni-8Sn合金铸锭金相组织

使液体对流变快，得到细小均匀的晶粒停止或者减慢速度。想办法让铸件冷却速，可以通过降低浇注温度，控制浇注速度度，达到减少铸件的宏观偏析的目的。为液态金属吸气性远大于固态金属，尤其相变时气体溶解度陡降，由于模具透气性速度小于金属凝固的速度时，就会形成气解度变化，在 1200℃时，铜液中 H 含量Sn 含量低于 40%时，温度升高 H 的变化越铜合金液中溶解度的影响，Ni 元素加入可加入，基本上都是随着元素含量增加，H

图 1-4 合金元素对氢气在铜液中溶解度的影响[55] The effect of alloying elements on the solubility of hydrogen in a coppe合金铸造气孔中，主要有析出性气孔和反应性气孔。析出性气孔一般均匀分布在铸锭内部。而反应性气孔又称外生式气孔，他们尺寸较锭冒口处及铸锭表面处。影响铸锭气孔产生的主要因素有以下几个过程中，需要注意除气之后金属液在炉中的保温时间，因为在熔炼次吸气过程。随着保温时间增长，金属液中二次吸入的氢气含量急的温度也不宜过高，在浇注之前金属液中气体含量和熔炼温度有关金属含气量陡增，因此在浇注之前，要控制浇注温度。熔炼炉的吸的体积有关，尽量减小熔炼炉与空气接触的表面积，可以减少液态金除气过程也会影响到金属液中的气体含量。除气速度随着精炼净化增加，因此在除气过程中应该在保证金属液不飞溅的前提下尽量增度。无水氮气和干燥空气作为净化气体产生的除气效果明显优于无


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