[發明專利]一種抗磨輕金屬材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410582181.3
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104294101A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 司頤
• 申請（專利權）人: 遼寧石化職業技術學院
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本發明屬于金屬材料領域，特別涉及一種抗磨輕金屬材料及其制備方法。

背景技術

過共晶Al-Si合金由于密度小、比強度高、鑄造性能好，具有較高的力學性能，較低的熱膨脹系數及良好的耐腐蝕性能，在電子、汽車、航空、航天等領域得到了廣泛的應用，尤其適用于同時要求低密度與高耐磨性的場合，如汽車發動機缸體,空壓機缸體及缸蓋等。

但采用普通鑄造方法獲得的該合金組織中硬而脆的初生Si相為粗大的塊狀，極易脫落，劃傷基體，嚴重地惡化其減磨性能和切削性能，限制了這類合金在生產中的應用。

在相對硬的基體中加入一種或幾種低熔點元素形成軟質相能夠賦予材料自潤滑性能，從而改善材料的減磨和切削性能。錫(錫)的熔點僅為220℃且由于其與Al間的互不相溶性，在鋁或鋁合金中以單質形式存在，加入到鋁或鋁合金中能夠在摩擦表面形成一層潤滑膜，減少摩擦副咬合的幾率。一種含錫的Ai-Si合金成為了解決問題的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗磨輕金屬材料及其制備方法。能夠提高材料耐磨性，延長材料的使用壽命。

為實現上述目的，本發明包括如下的技術方案：

一種抗磨輕金屬材料，由下列物質按如下重量百分比組成：結晶硅18.62％～19.66％，金屬鋁74.48％～78.64％，金屬錫1％～6％，Al–2.5P金屬合金0.7％～0.9％。

作為進一步優選，所述金屬鋁為純度為99.7％的工業純鋁。

作為進一步優選，結晶硅與金屬鋁的重量比為1:4。

作為進一步優選，所述Al–2.5P金屬合金是指含有質量分數為2.5％磷的鋁磷合金。

一種抗磨輕金屬材料的制備方法，包括以下幾個步驟：

a、在電阻爐中加入金屬鋁和1/3的結晶硅，加溫使之完全熔化，再向其中加入剩余2/3的結晶硅；

b、待步驟a中的結晶硅完全熔化后，將溫度降至715℃～725℃，向反應體系中加入金屬錫；

c、待金屬錫完全熔化后，將溫度升高至845℃～855℃，加入Al-2.5P金屬合金，之后用0.5％六氯乙烷排出電阻爐內的空氣，恒溫30min；

d、最后在755℃～765℃溫度下澆注預熱195℃～205℃的金屬模具中，即得抗磨輕金屬材料。

本發明的有益效果是：提高了材料的耐磨性能，延長材料的使用壽命；節約資源；在工業行業中有廣泛應用。

附圖說明

圖1為磨損率隨金屬錫加入量的變化曲線

圖2為摩擦系數隨金屬錫加入量的變化曲線

圖3為硬度隨金屬錫加入量的變化曲線

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

實施例1：

一種抗磨輕金屬材料，由下列物質按如下重量百分比組成：結晶硅19.66％，金屬鋁78.64％，金屬錫1％，Al-2.5P金屬合金0.7％。

制備方法：

a、在電阻爐中加入金屬鋁和1/3的結晶硅，加溫使之完全熔化，再向其中加入剩余2/3的結晶硅；

b、待結晶硅完全熔化后，將溫度降至715℃，向反應體系中加入1％的純金屬錫；

c、待金屬錫完全熔化后，將溫度升高至855℃，加入0.7％Al-2.5P金屬合金，之后用0.5％的六氯乙烷除氣，保持靜止30min；

d、最后在755℃溫度下澆注預熱205℃的金屬模具中，即得抗磨輕金屬材料。

實施例2：

一種抗磨輕金屬材料，由下列物質按如下重量百分比組成：結晶硅19.24％，金屬鋁76.96％，金屬錫3％，Al-2.5P金屬合金0.8％。

制備方法：

a、在電阻爐中加入金屬鋁和1/3的結晶硅，加溫使之完全熔化，再向其中加入剩余2/3的結晶硅；

b、待結晶硅完全熔化后，將溫度降至725℃，向反應體系中加入3％的純金屬錫；

c、待金屬錫完全熔化后，將溫度升高至845℃，加入0.8％Al-2.5P金屬合金，之后用0.5％的六氯乙烷除氣，保持靜止30min；

d、最后在765℃溫度下澆注預熱195℃的金屬模具中，即得抗磨輕金屬材料。

實施例3：

一種抗磨輕金屬材料，由下列物質按如下重量百分比組成：結晶硅18.66％，金屬鋁74.64％，金屬錫6％，Al-2.5P金屬合金0.7％。

制備方法：