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专利摘要

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种油气开采用多元Cu‑Ni‑Sn基合金及其制备方法。本发明的油气开采用多元Cu‑Ni‑Sn基合金包括下述百分含量的组分：Ni 7‑20％、Sn 4‑12％、Si 0.3‑1.2％、Al 0.2‑3.0％、Nb 0.02‑0.5％、Mn 0.2‑2.0％和Fe 0.2‑2.0％，余量为Cu。本发明的油气开采用多元Cu‑Ni‑Sn基合金的合金成分均匀，铸态微观组织的枝晶间距变小、分布更加均匀且排布方向更趋一致，且力学性能和耐磨性能优良，尤其适合油气开采关键部件使用。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202211474392.6
申请日期:
2022-11-23
专利申请人:
河南科技大学
分类号:
C22C9/06 ; C22C1/02 ; C22F1/08
发明/设计人:
周延军，宋克兴，杨少丹，杨冉，周菲，张学宾，张彦敏，郁炎，陈纪东，冯江，张朝民，李韶林，肖柱，郭慧稳，朱倩倩，岳鹏飞，张国赏
权利要求: 1.一种油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金，其特征在于，包括下述重量百分含量的组分：Ni 7-20％、Sn 4-12％、Si 0.3-1.2％、Al 0.2-3.0％、Nb 0.02-0.5％、Mn 0.2-2.0％和Fe0.2-2.0％，余量为Cu。2.根据权利要求1所述的油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金，其特征在于，所述油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金中，微量元素O、S和P的含量分别为：O≤5ppm、S≤3ppm、P≤3ppm。3.根据权利要求2所述的油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金，其特征在于，包括下述重量百分含量的组分：Ni 15％、Sn 8％、Si 0.8％、Al 1.2％、Nb 0.3％、Mn 0.5％和Fe 0.5％，余量为Cu。4.根据权利要求1-3任一项所述的油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金，其特征在于，所述油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金的抗拉强度≥1000MPa、伸长率≥3％、磨损率≤0.1mg/m。5.根据权利要求1-4任一项所述的油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)熔炼：先向熔炉中加入电解铜，使电解铜熔化完全，之后加入Ni源，再加入Nb源、Mn源、Fe源和Si源，最后加入Al源和Sn源，1150-1250℃熔炼30-50min；(2)浇注：将经步骤(1)处理所得熔液呈镜面状后，静置1-3min，静置结束后将熔液浇注到金属铸型中，熔液凝固，得到铸锭；(3)对所述铸锭进行均匀化退火、热挤压变形、固溶热处理、冷拉拔变形和时效热处理。6.根据权利要求5所述的油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电解铜中Cu≥99.95wt％；所述Ni源为电解镍，所述电解镍中Ni≥99.96wt％；所述Nb源为Cu-Nb中间合金；所述Mn源为Cu-Mn中间合金；所述Fe源为Cu-Fe中间合金；所述Si源为纯硅，Si≥99.99wt％；所述Al源为纯铝，Al≥99.7wt％；所述Sn源为纯锡，Sn≥99.99wt％。7.根据权利要求5所述的油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，熔炉中，熔融液面被木炭完全覆盖，并采用纯磷脱氧剂进行脱氧；所述纯磷脱氧剂中，磷的含量为99.85％-99.95％；所述纯磷脱氧剂的用量为熔液总重量的0.1％-0.5％；熔炼过程中，还包括采用石墨搅拌棒进行搅拌，扒渣棒进行扒渣的步骤。8.根据权利要求5所述的油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述浇注的温度为1200-1300℃。9.根据权利要求5所述的油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金的制备方法，其特征在于，浇注结束后，还包括在金属铸型外施加电磁场的步骤；所述电磁场的电流施加范围为20-100A。10.根据权利要求5所述的油气开采用多元Cu-Ni-Sn基合金的制备方法，其特征在于，所述均匀化退火的温度为900-950℃，热挤压变形的温度为850-950℃，固溶热处理的温度为750-900℃，冷拉拔变形量为50％-90％，时效热处理的温度为300-500℃。