[發明專利]高鋁鋅基微晶合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201010182871.1
• 申請日: 2010-05-26
• 公開（公告）號: CN102260808A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 王秀元;魏振江;劉偉純;鐵維星
• 申請（專利權）人: 沈陽龍實合金有限公司
• 主分類號: C22C18/04
• 分類號: C22C18/04;C22C1/02
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術領域

本發明涉及材料科學，特別提供了一種高鋁鋅基微晶合金及其制備方法。

背景技術

在機械行業中，滑動軸承合金鑄件(軸瓦、軸套、蝸輪、螺母、滑軌、滑塊等)占有很大比重，目前我國的滑動軸承合金主要沿用傳統的銅基合金和巴氏合金，這兩類合金中稀貴金屬所占的比重極大，銅是我國的稀缺金屬，每年50％的銅需要進口，尤其隨著電子、電訊工業的迅猛發展，和全球性銅資源枯竭，銅的短缺將更為嚴重，因此，尋求具有良好的減摩性能(滿足使用要求的PV值)，足夠的機械強度，良好的導熱性，價格便宜的新型滑動軸承合金是各機械行業工程技術人員的普遍愿望，近二十年，引進的標準的高鋁鋅基ZA8-1、ZA11-5、ZA27-2新型軸承合金，在各機械行業中代替青銅、黃銅、巴氏合金制造軸瓦、軸套、蝸輪、絲母、螺母、導軌、滑塊等減摩鑄件，由于其摩擦系數較錫青銅低(比6-6-3低44％比10-1低37.5％)，熱導率比錫青銅高(比6-6-3高10％、比9-4高70％、比10-1高100％)，而得到各機械行業的普遍歡迎和廣泛應用。

重力鑄造高鋁鋅基合金優越的機械性能和優良的鑄造工藝性能、機械加工性能令人矚目，被譽為“魔術合金”。而其較低的原材料成本和熔化節能高達58％更增強了它的競爭力。熔煉工藝簡單，無污染也是它的巨大優點。

因此，重力鑄造高鋁鋅基合金受到了國際上廣大廠商和使用者的歡迎，盡管高鋁鋅基合金問世歷史不長，然而其研制工作的進展、推廣應用迅速，令人矚目。目前，美國、加拿大、德國、英國、澳大利亞、日本、俄羅斯等幾乎所有發達國家都已經成功應用，而開始研究和推廣的國家則更多。

重力鑄造高鋁鋅基合金取代青銅、黃銅廣泛應用于礦山、石油、水泥、水泵、冶金機床、鍛壓、壓縮機、建筑、減速機、輸變電、閥門、運輸、建材、造紙、橡膠、包裝、糧食、起重、紡織、液壓、船舶等機械行業制作瓦、套、蝸輪、螺母、絲母、滑軌、滑塊、導軌板等易損部件。

現有技術中，重力鑄造領域使用的高鋁鋅基合金開始于二次世界大戰時期的德國，當時德國因為同資源緊缺，急需找到青銅的替代材料，因此在1939～1943年期間，德國鋅基合金的用量從7800噸猛增到47000噸。自此，其它國家也開始了對這類合金的應用和發展。

表1ZA8、ZA12、ZA27合金性能列表

1959～1962年，國際鋁鋅組織ITZR0發起了一項鋅基合金研究計劃，研制出了ILZR012的鑄造鋅合金。70年代中期，加拿大Norand?Mines?Limied研究中心隨該合金進行了成分調整，并與美國的Zastern公司合作，相繼研制出了ZA8、ZA12、ZA27合金，其中，ZA27綜合性能最好，其強度可達400Mpa，延伸率為3-6+％，硬度HBs110。至此，高鋁鋅基合金構成了鑄造鋅合金系列。

美國Zastern公司的技術顧問Bess在介紹鋅基合金的文章中指出：研制鋅基合金的目的，不僅僅是要在傳統有色合金能夠勝任的場合替代它們，更重要的是使之應用于傳統有色合金在強度和耐磨性能上滿足不了要求的場合。據他預測：“鋅基合金在近期會有一個很大的發展，其生產規模和銷售市場將迅速擴大，二十一世紀將是鋅合金的全盛時期?！?/p>

國內重力鑄造高鋁鋅基合金領域的研究工作目前還比較落后，與國外有相當的差距，我國八十年代初開展高鋁鋅基合金研究，2000年后高鋁鋅基合金的開發應用才逐漸提到了議事日程，主要集中在耐磨件、易損件放方面。而結構件、無火花、無磁性應用領域將是我們在高鋁鋅基合金方面的重要發展方向。

八十年代初，我國開始引進美國ASTMB791-199標準中的ZA27合金。經近二年消化、吸收，先后在鍛壓、機床、橡膠、水泥、水泵、食品、造紙、石油、軋鋼、礦山、運輸、起重、紡織、船舶、閥門等機械行業推廣，成功地替代青銅、黃銅、巴氏合金制作各種規格的減摩鑄件。至今，應用較為廣泛減摩合金仍以鋅基ZA27-2為代表。

我國鋁鋅資源豐富，蘊藏量均居世界前列，立足國內富有資源，大力發展重力鑄造鋅基合金的研究和應用，其與節約銅材、降低成本有重大的經濟技術意義和長遠的社會意義。