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Al4.04%,Si0.96%,Ni3.98%,Fe0.91%,Zn 余量. 新料比例为 20%的熔炼过程同上,出炉温度为 1084℃,出炉化学成分为:Cu57.7%,Mn1.78%, Al3.74%,Si0.96%,Ni3.75%,Fe0.86%,Zn 余量. 100%旧料的熔炼工艺:分批次加入本合金旧 料,熔化后加特制精炼剂精炼熔体,精炼后静止 3-5 分钟, 彻底扒渣, 加木炭覆盖, 静置升温 10-20 分钟,出炉温度为 1086℃.出炉化学成分为: Cu58.98%, Mn1.82%, Al3.70%, Si0.85%, Ni3.76%, Fe0.84%,Zn 余量. 2.2 离心浇铸成管坯 管坯规格: ф75х12, 离心浇铸机型号 J514, 可调速.
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浇铸工艺及浇铸操作工艺: (1)浇铸前, 清理模具, 统一尺寸, 均匀涂上涂料, 预热 60-80 度;浇铸过程模具温度不得高于 130 度. (2)浇 铸温度 1030-1080℃,首先试浇 2-4 件. (3)按 照试浇件确定的铜水量开始浇铸,保证尺寸基本 一致. (4)浇铸开始后每隔 10 分钟向炉内补锌 0.5kg. (5)浇铸完毕,待铸件基本冷却后,用 锉刀去掉铸件内外圆毛刺,确保浇铸件表面无裂 纹, 毛刺. 6) ( 浇铸机转速 1250r/min(1:1.5)(电 机:轴) ,浇铸机旋转时间 1-1.5min. 离心浇铸管坯经车削加工后,随机抽取筒料 送制样车间加工成拉力试棒和磨损试块;随机抽 取圈料进行金相观察. 2.3 金相组织 用 XJG-05 大型金相显微镜在 400 倍下观察 图 1 30%新料+70%旧料抛光面 400X 抛光面化合物分布情况.再用 FeCl3 和 HCl 的混 合溶液进行腐蚀,观察α相分布和晶粒度大小. 2.4 力学性能测试 试样的制取标准为: 130mm, 长 端部直径 8mm, 中部直径 6mm. WE-300A 型液压万能试验机做 用 拉力测试. 2.5 磨损实验 磨损块按标准制取:长31.5mm,厚5 mm.磨 损实验在M-200型摩擦试验机上进行,磨轮为45 钢,直径为40.00mm,试验在50Kg载荷,转速为 200r/min,润滑条件下进行2h. 3 试验结果及分析 3.1 显微金相组织分析 离心浇铸管坯的组织:由β基体相,α相和 一些弥散分布的化合物颗粒相组成. 图2 30%新料+70%旧料腐蚀后 400X
图 3 20%新料+80%旧料抛光面 400X
图 4 20%新料+80%旧料腐蚀后 400X
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图5 全旧料抛光面 400X
图6
全旧料腐蚀后 400X
从以上6幅图中可以看出,30%新料+70%旧料 和20%新料+80%旧料的抛光面上,化合物相呈十字 状,链状,块状和粒状分布,但链条状化合物较 少,整个抛光面较为干净.100%全旧料抛光面上 链条状化合物较多,弥散分布差.从抛光金相综 合分析,100%旧料的抛光金相化合物的形态和分 布最差.分析说明一定量新料的加入增加了化合 物含量,改善了化合物分布状态.从腐蚀后的金
相组织可以看出,基体为β相,少量α相沿晶界 析出,使用全旧料的晶粒特别粗大,使用了30%新 料的KMS-2E的晶粒最细小.可见,一定比例新料 的加入,可以起到细化晶粒的作用,通过细晶强 化,可以提高材料的抗拉强度和耐磨性. 3.2 力学性能 各种配比的管材力学性能分别做了 5 次试 验.分别取其平均值,如表 2 所示.
表 2 各种不同配比的 KMS-2E 的力学性能 状态 抗拉强度(Mpa) 延伸率 30%新料+70%旧料 702 4.64% 20%新料+80%旧料 688 3.95% 100%全旧料 645 2.86% 从上表中可以看出,30%新料+70%旧料的原 料品质生产的管材抗拉强度和延伸率最优.全旧 料的原料品质生产的管材抗拉强度和延伸率最 差.进一步验证了金相组织分析中得出的结论. 3.3 磨损性能 各种配比的管材分别取三个磨损试样, 三 个样磨损试验后摩擦系数和磨损质量取其平均 值,如表 3 所示.从表中可以看出大致规律: 100%全旧料时的磨损量和摩擦系数都较 30%新 料+70%旧料和 20%新料+80%旧料大.可见,一 定量新料的加入可以改善 KMS-2E 黄铜材料的 摩擦特性.
表 3 不同状态时的磨损量和摩擦系数 状态 磨损质量(mg) 30%新料+70%旧料 0.0028 20%新料+80%旧料 0.0035 100%全旧料 4 结论 合金熔炼时, 新料的加入可以增加KMS-2E的化合 物数量,改变化合物的形态和分布,并且能起到细化

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