[發明專利]一種輕質高溫耐磨鋁合金

無效

• 申請號: 201210328301.8
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102808119A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 王開;曹洪志;劉明翔;李波;陳波;鄒震宇;楊大壯
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于合金材料制備領域，具體的說就是提供一種輕質高溫耐磨鋁合金，其具有耐熱、耐磨、易加工和低成本的特點，以適應制造業、航空航天領域對輕質耐磨材料的迫切需要。

背景技術

隨著能源短缺、石油價格暴漲、環境污染的加劇，節能環保和提高汽車性能成為高度關注的課題。作為一種輕質耐磨材料，耐磨鋁合金在汽車、電子和和航空領域中一直備廣泛關注。

CN?200810231204.0號申請涉及一種耐磨高強鋁合金材料及其制造工藝。該材料的化學成分以重量來計算，其構成為7.6-8.3%硅、2.5-3.5銅、1.2-1.4%鐵、0.3-0.5%鎂、0.1-0.05稀土，余量為鋁，其雜質含量不大于：0.3%鋅、0.2%鉛、0.2%鉻、0.1%錫、0.1%鎳、0.1%鈦。還通過配料精煉、變質、澆注、淬火而成。其抗拉強度可達到300-330Mpa，延伸率升至1-2%，布氏硬度達120-140HBS。CN200610165341.X號申請公開了一種高強耐磨鋁合金及其制備方法，該高強耐磨鋁合金是在Al-Zn-Mg-Cu合金中，置入重量比為3.15-10.5%的Ti-C-Al預制塊，通過原位反應在Al-Zn-Mg-Cu合金中形成TiC顆粒，再進行物化噴射成形而成。該發明的鋁合金是利用原位反應噴射成形工藝制備高強鋁合金，實現了材料耐磨損性能的改善。該合金的具有高的強度和良好的韌性，耐磨損性能也有顯著提高，但是材料成本和生產成本高。此外，以上所報告的耐磨鋁合金仍然存在耐磨性能不能滿足更高需求，且存在熱穩定性差的不足。

運用快速凝固法制備的過共晶Al-Si-Fe合金（Won-Wook?Park,?Bong-Sun?You,?Nack?J.?Kim.?Microstructure?and?mechanical?properties?of?rapidly?solidified?Al-Si-Fe-X?base?alloys.?Materials?&?Design,.1996,17(5-6):255-259）在鋁基體中形成的彌散、細小的鐵相會起到自生彌散顆粒增強作用，大幅度提高復合材料的力學性能和耐耐磨損性能，同時會提高Al-Si合金的熱穩定性，在汽車、電子以及航空工業中用途廣泛，但是要求生產條件高、材料生產成本很高。

因此，迫切需要開發低成本、高溫耐鋁合金，以滿足更廣范圍的工業應用需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輕質高溫耐磨鋁合金，該合金具有材料成本低、高溫穩定性強、耐磨損性能好、并且易于加工，可以廣泛地用做工業上的耐磨損零部件。

本發明提供了一種輕質高溫耐磨鋁合金，其特征在于合金配方成份范圍如下，重量百分比：

硅(Si)??????????????????16-18%

鎂(Mg)?????????????????5-10%

鐵(Fe)??????????????????4-8%

鋁及不可避免的雜質?????余量。

本發明輕質高溫耐磨損鋁合金中還可以，添加硼、鉻、釩、鈦、鎳、錳和磷中一種或幾種組合，加入量為0.01-1.0%。

本發明提供的鋁合金可以選擇常規的熔煉鑄造法進行合金的制備。

本發明中，在過共晶Al-Si-Fe合金中加入適量的鎂，凝固之后所形成的平衡組織中含有大量初生Mg₂Si、鋁硅鐵相，這些硬質顆粒可以顯著提高合金的耐高溫磨損性能。加入鎂之后，首先可以形成尺寸較小的Mg₂Si顆粒；其次，降低合金元素擴散速率，抑制鐵相粗化；再次，降低共晶形成溫度，可以細化共晶組織。

本發明的有益效果在于：

1.?合金是一種輕質高溫耐磨損材料，其中含有較高質量分數的輕質元素鎂，可以降低過共晶Al-Si-Fe合金的密度，而且有助于形成的尺寸較小的初生Mg₂Si、鋁硅鐵相，起到提高耐磨損性能和加工性能的作用。

2.?具有良好的合金制備性能，可方便地采用常規熔鑄法進行加工制造，因而可以大幅度降低制造成本。發明的制備方法具有材料鑄造性能好，能制備形狀復雜的鋁合金零件。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。以下實施例僅用作對本發明的解釋說明，其中的重量百分比均可換成重量克（g）、千克（kg）或其他重量單位。

實施例1