[發明專利]具有復雜微觀結構的耐磨合金

有效

• 申請號: 201410271203.4
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN104141081B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 姜熙三
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

提供一種具有復雜微觀結構的耐磨合金，其可以包括約28～38wt％范圍的鋅(Zn)、約1～3wt％范圍的錫(Sn)、約0.4～1.4wt％范圍的鐵(Fe)和余量的鋁(Al)。

技術領域

本發明涉及一種用于可能需要耐磨性和自潤滑性的車輛部件中的鋁合金以及制造該鋁合金的方法。特別地，提供一種具有復雜微觀結構的鋁合金，其可以包括耐磨硬顆粒和自潤滑軟顆粒。

背景技術

用于車輛部件的耐磨鋁合金可以包括過共晶Al-Fe合金，其含有約13.5wt％至約18wt％、或特別地約12wt％或更高的硅(Si)以及約2wt％至約4wt％的銅(Cu)。過共晶Al-Fe合金可以具有包括大小為約30μm至約50μm的初生Si顆粒的微觀結構，并且相比于純Al-Fe合金可以具有增強的耐磨性。因此，該過共晶Al-Fe合金可以最廣泛地用于需要耐磨性的車輛部件中，例如換擋叉、后蓋、防波板(swash plate)等。

典型的商用合金的例子包括R14合金(Ryobi，Japan)、與R14類似的K14、以及用于整塊或者鋁襯里的A390合金。

然而，具有高Si含量的這種過共晶合金可能具有降低的可鑄性，并且控制Si顆粒的尺寸和分布可能較困難。另外，該合金可能具有較低的耐沖擊性，并且被特別地開發，因而與常規鋁合金相比可能花費更多。

另外，用于車輛部件的自潤滑鋁合金的例子可以包括Al-Sn合金。該Al-Sn合金可以包含約8wt％至約15wt％的錫(Sn)，因而可以在微觀結構中生成自潤滑Sn軟顆粒，從而降低摩擦。因此，該合金已被用作高摩擦接觸界面中金屬軸承的基材。雖然強度可以通過添加Si而增強，但是該合金可能具有約150MPa或更低的低強度，可能不能用于結構部件。

以上提供為本發明的相關技術的描述僅用于幫助理解本發明的背景，而不應該被理解為包括在本領域技術人員已知的相關技術中。

發明內容

因此，本發明可以提供用于解決上述問題的技術方案。具體地，本發明提供一種具有復雜微觀結構的新型合金，其可以同時包括硬顆粒和軟顆粒。因此，該新型合金可以是同時具有來自于過共晶Al-Fe合金的耐磨性和來自于Al-Sn合金的自潤滑性的自潤滑高強度耐磨合金。

在本發明的一個示例性實施方式中，具有復雜微觀結構的耐磨合金可以包括：約28～38wt％范圍的鋅(Zn)、約1～3wt％范圍的錫(Sn)、約0.4～1.4wt％范圍的鐵(Fe)和余量的鋁(Al)。該耐磨合金還可以包括約1～3wt％范圍的銅(Cu)。該耐磨合金還可以包括約0.3～0.8wt％范圍的鎂(Mg)。另外，該耐磨合金可以包括約1～3wt％范圍的銅(Cu)和約0.3～0.8wt％范圍的鎂(Mg)。

在本發明的另一個示例性實施方式中，具有復雜微觀結構的耐磨合金可以包括：約28～38wt％范圍的鋅(Zn)、約1～3wt％范圍的鉍(Bi)、約0.4～1.4wt％范圍的鐵(Fe)和余量的鋁(Al)。

附圖說明

根據以下詳細說明并結合附圖，將更加清楚地理解本發明的上述和其它目的、特征和優點，其中：

圖1示出示例性圖，其顯示摩擦系數與Sn或Zn的量之間的相關性，其中Sn或Zn可以在根據本發明的示例性實施方式的具有復雜微觀結構的耐磨合金的實施例和比較例中形成軟顆粒。

具體實施方式

應理解，本文使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語包括通常的機動車，例如，包括多功能運動車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商務車的客車，包括各種船只和船舶的水運工具，飛行器等等，并且包括混合動力車、電動車、插入式混合電動車、氫動力車和其它代用燃料車(例如，來源于石油以外的資源的燃料)。如本文所提到的，混合動力車是具有兩種或多種動力源的車輛，例如，具有汽油動力和電動力的車輛。