本发明涉及铜合金，具体地说是一种耐磨铝青铜合金的制备工艺。
背景技术：
1、铝青铜合金是一种重要的工程材料，通过在铜基体中加入铝、铁、镍等金属元素，从而使铝青铜合金获得优异的耐磨性、耐蚀性和机械性能，被广泛应用于船舶、化工设备、海水处理等领域。
2、铝青铜合金主要通过直接将铜、铝、铁、镍等金属材料混合进行熔炼，再通过模具浇注得到铸锭，再对铸锭进行热加工处理制得，为更好的提升铝青铜合金的性能，往往还会在热加工的过程使对铸锭进行轧制，以消除铸锭缩孔、枝晶偏析等铸造缺陷，但在现有铸锭热轧制过程中，热轧机仅仅通过多次重复轧制来使铸锭发生形变，在重复的轧制过程中，铝青铜合金铸锭中的α相和其它相容易发生交互，发生(α+γ2→β)等相变反应，造成铝青铜合金各相之间不平衡的比例关系，对铝青铜合金的耐腐蚀性和耐磨性产生影响。
技术实现思路
1、为了解决上述技术缺陷，本发明研究出一种能大幅提升合金耐腐蚀和耐磨性能的耐磨铝青铜合金的制备工艺。
2、一种耐磨铝青铜合金的制备工艺，包括以下步骤：
3、s1：铝青铜合金铸块的制备
4、取电解铜粉平铺于熔炼炉底部，加入铝锭，再用fe粉和ni粉对铝锭进行覆盖，用电解铜粉将熔炼炉底部填充后进行熔炼，再加入sc和mn，继续熔炼得到合金熔体，将合金熔体浇注于模具中，缓慢冷却后进行水淬，得到铝青铜合金铸块；
5、s2：铝青铜合金铸块的超声磁场温轧
6、将铝青铜合金铸块置于热轧机中进行温轧，在每道次轧制之后，将铝青铜合金取出固定在转盘上进行超声定向磁场处理，当铝青铜合金铸块的总变形量达到预定值时，先进行水淬再进行退火处理，得到铝青铜合金；
7、s3：铝青铜合金的表面激光熔覆
8、对铝青铜合金表面进行打磨和清洗，干燥后得到清洁铝青铜合金，先利用盐酸多巴胺与无水乙醇混合配制成pda无水乙醇溶液，再将正硅酸乙酯、氟辛基三甲氧基硅烷和pda无水乙醇溶液进行混合搅拌，加入氨水得到预反应溶液，将清洁铝青铜合金浸没在预反应溶液中，然后取出固化，得到sio2覆膜铝青铜合金，将co粉、bi粉和ta粉混合后均匀喷涂在sio2覆膜铝青铜合金表面，再进行激光熔覆处理，得到耐磨铝青铜合金。
9、进一步地，步骤s1铝青铜合金铸块的制备，包括以下步骤：
10、s1.1：取18-20重量份的电解铜粉平铺于熔炼炉底部，然后将8-10重量份的铝锭置于电解铜粉上方，将3-5重量份的fe粉和3-5重量份的ni粉混合均匀后加入熔炼炉并对铝锭进行覆盖，再加入60-65重量份的电解铜粉对熔炼炉底部进行填充，随后调节熔炼炉的温度为1200-1300℃进行熔炼，当完全熔化为液态后加入0.8-1重量份的sc和1-2重量份的mn，继续熔炼10-15分钟，得到合金熔体；
11、s1.2：在1100-1180℃的温度下将合金熔体浇注于模具中，缓慢冷却至550-600℃，然后迅速将模具置于冷却水中冷却至室温，得到铝青铜合金铸块。
12、进一步地，步骤s2铝青铜合金铸块的超声磁场温轧，包括以下步骤：
13、s2.1：将铝青铜合金铸块置于热轧机中，以20-25℃/min的升温速率升温至550-600℃，保温25-30分钟，然后调节热轧机温轧每道次压下率为8-10％，轧机辊速为4-5m/s，当每道次轧制之后，将铝青铜合金铸块从热轧机中取出固定在转盘上，调节转盘转速为40-50rpm，并利用超声冲击时效仪对铝青铜合金铸块进行超声处理，输出频率设置为900-1000hz，处理时间为20-25s，在进行超声处理的同时，在铝青铜合金铸块周围通过电磁铁施加一个方向固定，大小为1.5-2t的磁场，完成超声处理后将铝青铜合金铸块置于热轧机中以550-600℃保温10-15分钟后继续进行轧制，当铝青铜合金铸块的总变形量为50-60％时，得到温轧铝青铜合金铸块；
14、s2.2：将温轧铝青铜合金铸块置于冷水中进行水淬，然后置于退火炉中以550-560℃的温度进行3-5小时的退火处理，得到铝青铜合金。
15、进一步地，步骤s3铝青铜合金的表面激光熔覆，包括以下步骤：
16、s3.1：利用400-450#的砂纸对铝青铜合金表面进行打磨，去除氧化膜，然后先后浸入丙酮溶液和去离子水中进行超声清洗，然后置于真空干燥机中以70-75℃的温度干燥1-1.5小时，得到清洁铝青铜合金；
17、s3.2：将盐酸多巴胺与无水乙醇混合配制成pda无水乙醇溶液，将正硅酸乙酯、氟辛基三甲氧基硅烷和pda无水乙醇溶液以1：(0.2-0.3)：(25-30)的质量比置于容器中，在30-35℃的温度下，以100-120rpm的搅拌速度进行15-20分钟的磁力搅拌，静置1-2小时后加入5-6wt％的氨水，得到预反应溶液，将清洁铝青铜合金浸没在预反应溶液中2-3小时，然后取出进行固化，得到sio2覆膜铝青铜合金；
18、s3.3：将co粉、bi粉和ta粉以1：(0.25-0.3)：(0.006-0.008)的质量比混合搅拌均匀，得到金属粉末，然后将金属粉末均匀喷涂在sio2覆膜铝青铜合金表面，再利用co2激光器进行全表面激光熔覆处理，调节离焦量为85-90mm，激光扫描功率为3-3.5kw，扫描速度为10-15mm/s，得到耐磨铝青铜合金。
19、进一步地，步骤s1.2中缓慢冷却的操作为将模具置于350-400℃的温度下自然冷却。
20、进一步地，步骤s2.1中的转盘的材质为石英陶瓷。
21、进一步地，步骤s3.1中超声清洗的参数为：以10-15khz的超声清洗频率清洗8-10分钟。
22、进一步地，步骤s3.2中的pda无水乙醇溶液中盐酸多巴胺的浓度为2-3g/l。
23、进一步地，步骤s3.2中的固化工艺为置于干燥箱中以75-80℃加热1.5-2小时。
24、进一步地，步骤s3.3中喷涂在sio2覆膜铝青铜合金表面的金属粉末厚度为1.5-1.8mm。
25、有益效果是：1、本发明通过对铝青铜合金铸块进行温轧处理，并在每道次轧制之后将铝青铜合金铸块置于转盘上，在1.5-2t的定向磁场中进行超声处理，首先铝青铜合金铸块中具有铁磁性的fe和ni在磁场的作用下进行细微移动，而在超声处理的作用下，不仅能够进一步加强这种细微移动现象，使fe和ni能够在更好地控制铝青铜合金铸块中k相和γ2相的比例，而且能通过多次温轧-超声的交替处理，对α相进行充分的动态再结晶，使部分粗大的树枝晶α相变为细小、均匀的等轴晶，抑制恶化合金性能的魏氏体组织生成，从而提高耐磨铝青铜合金的抗拉强度和耐磨性能，同时fe和ni在铝青铜合金铸块中的细微移动能够有效减小不耐腐蚀的β相的截距长度，避免β相腐蚀通道的形成，大幅提高耐磨铝青铜合金的耐腐蚀性能。
26、2、本发明先通过配制预反应溶液，再将清洁铝青铜合金浸没其中，使清洁铝青铜合金表面生长出一层紧密连接的sio2薄膜，然后将co粉、bi粉和ta粉混合均匀并铺在所得sio2覆膜铝青铜合金表面，再进行激光熔覆处理，其中bi元素能够增加熔覆过程中co富集相的形核条件，降低富co相颗粒cu基体的晶粒大小，而ta元素能够提高熔覆层的熔化潜热，使熔覆层凝固时间缩短，降低熔覆层的稀释率，最后在sio2薄膜的作用下，大幅降低了熔覆涂层在熔覆过程中的热膨胀系数，保持了良好的因瓦效应，得到的熔覆涂层表面平整，硬度高，大幅提升了耐磨铝青铜合金的耐磨性能。
27、3、本发明通过将fe粉和ni粉覆盖在铝锭周围进行熔炼，使fe元素和ni元素能够贴近al元素，更好地控制β相(cu3al)以及γ2相(al4cu9)的含量，保证耐腐蚀相α相的占比，提高耐磨铝青铜合金的耐腐蚀性能。
1.一种耐磨铝青铜合金的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种耐磨铝青铜合金的制备工艺，其特征在于，步骤s1铝青铜合金铸块的制备，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种耐磨铝青铜合金的制备工艺，其特征在于，步骤s2铝青铜合金铸块的超声磁场温轧，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种耐磨铝青铜合金的制备工艺，其特征在于，步骤s3铝青铜合金的表面激光熔覆，包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的一种耐磨铝青铜合金的制备工艺，其特征在于，步骤s1.2中缓慢冷却的操作为将模具置于350-400℃的温度下自然冷却。
6.根据权利要求3所述的一种耐磨铝青铜合金的制备工艺，其特征在于，步骤s2.1中的转盘的材质为石英陶瓷。
7.根据权利要求4所述的一种耐磨铝青铜合金的制备工艺，其特征在于，步骤s3.1中超声清洗的参数为：以10-15khz的超声清洗频率清洗8-10分钟。
8.根据权利要求4所述的一种耐磨铝青铜合金的制备工艺，其特征在于，步骤s3.2中的pda无水乙醇溶液中盐酸多巴胺的浓度为2-3g/l。
9.根据权利要求4所述的一种耐磨铝青铜合金的制备工艺，其特征在于，步骤s3.2中的固化工艺为置于干燥箱中以75-80℃加热1.5-2小时。
10.根据权利要求4所述的一种耐磨铝青铜合金的制备工艺，其特征在于，步骤s3.3中喷涂在sio2覆膜铝青铜合金表面的金属粉末厚度为1.5-1.8mm。
