[發明專利]鋁基軸承合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201210478839.7
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN103014423A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李逸人;臧輝東
• 申請（專利權）人: 合肥長源液壓股份有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生;郭華俊

技術領域

本發明涉及一種鋁基軸承合金及其制備方法。?

背景技術

傳統的鋁基軸承合金ZAlSn6Cu1NI1，這種合金的優點是導熱性、耐熱性、疲勞強度和高溫強度均高。但這種傳統的鋁基軸承合金ZAlSn6Cu1Ni1中鋁-錫二元合金，Sn含量在5.5-7.0%，在液態時鋁和錫在很大的成分范圍內可以相互溶解，但錫在鋁中的固溶度極小（≤0.01%），錫與鋁可形成低熔點（228.5℃）的共晶體，共晶呈片狀或球狀游離在鋁晶粒邊界，錫含量高時，共晶體呈連續錫膜（片狀結晶）包圍鋁晶粒，形成網狀錫鋁共晶體組織，這種組織的機械強度較低，存在有膨脹系數較大、抗咬合性差且鑄造性能一般等缺點，不適于液壓齒輪油泵。?

傳統的鋁基軸承合金ZAlSn6Cu1NI1應用于液壓齒輪油泵時特別是高壓齒輪油泵（25MPa以上）時，長期工作時易造成磨損加大，容積效率下降等現象。因此實際應用中，需要一種線膨脹系數較小，抗疲勞強度和抗咬合性均較強且流動性較好、易于鑄造的鋁基軸承材料。?

發明內容

本發明是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種耐磨性、抗疲勞強度和抗咬合性高、線膨脹系數小的鋁基軸承合金，同時還提供了一種所述鋁基軸承合金的制備方法，該方法工藝簡單，生產成本低，適合于工業化生產。?

本發明為解決技術問題采用以下技術方案。?

鋁基軸承合金，其特點是，該鋁基軸承合金中的各組分按質量百分比的構成為：銅：2.8－3.2%、鎂：0.7－1.3%、錳：0.2－0.4%、錫：3.5－4.5%、?鈦：0.15－0.35%、B：0.1－0.2%、余量為鋁。?

本發明的鋁基軸承合金的制備方法，其特點是，包括以下步驟：?

1）、將純鋁錠、純鎂錠、純錫錠、純硼粉、50%鋁-銅合金、10%鋁-錳合金、5%鋁-鈦合金按鋁基軸承合金中各成分的質量百分比含量進行配料：錫：3.5－5.0%、銅：2.8－3.2%、鎂：0.7－1.3%、錳：0.2－0.4%、鈦：0.15－0.35%、B：0.1－0.2%，其余為Al；（所述其余為Al中的Al包括純鋁錠、50%鋁-銅合金、10%鋁-錳合金、5%鋁-鈦合金中所有的Al。本發明中，所述50%鋁-銅合金中銅含量為50%，其余為鋁；所述10%鋁-錳合金中錳含量為10%，其余為鋁；所述5%鋁-鈦合金中鈦含量為5%，其余為鋁。）?

2）、在坩堝底部先放入上述配料中純鋁錠的2/3，然后依次加入所述50%鋁-銅合金、所述10%鋁-錳合金、所述5%鋁-鈦合金、純硼粉，加熱熔化后再加入剩余的純鋁錠以調節溫度，最后加入純鎂錠和純錫錠；?

3）、加熱溫度穩定升至700-730℃時，加入占上述步驟1）中的原材料總重量1%的綜合處理劑進行精煉變質處理，扒渣后靜置10分鐘；綜合處理劑為濟南華賽金屬工藝材料有限公司生產，其主要成份按照質量百分比為35%硝酸鉀、6%石墨粉、24%氯化鈉、30%二氧化硅、5%鈦化鋁。?

4）、先將鋼錠模預熱至150-200℃，再用上述步驟3）所得到的合金鋁液澆注至鋼錠模內，冷卻至室溫即可得到鋁基軸承合金。?

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：?

1、本發明的鋁基軸承合金，把含錫量降低到3.5—4.5%，降低網狀物，從而提高共晶體組織強度。?

2、本發明的鋁基軸承合金，在合金中提高銅合金的含量到2.8-3.2%，銅合金元素溶解到固溶體而有效強化基體，部分銅可與鋁形成θ(CuAl2)，提高合金的機械強度和表面性能。?

3、本發明的鋁基軸承合金，在加入銅元素的同時，按照一定比例加入鎂元素（ω_cu/ω_mg=1.5～4），形成主要合金強化相S（Al₂?CuMg）相，提高了合金的機械強度和表面耐磨性能?

4、本發明的鋁基軸承合金，加入Ti、B等微量元素，可在基體上形成彌散狀TiAl、AlB2、TiB2等化合物，形成強化效果。?

5、本發明的鋁基軸承合金，在人工時效處理后，形成的組織為α（Al）固溶體+Sn相+化合物（主要有S（Al₂?CuMg）、θ(CuAl₂)相、TiAl、AlB2、TiB2相等），其中最主要強化相為S（Al₂?CuMg）。?