[發(fā)明專利]一種超高強(qiáng)度抗耐磨鋁合金材料及其生產(chǎn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610383637.2
• 申請(qǐng)日: 2016-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN105838947B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛元良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 薛元良
• 主分類號(hào): C22C21/10
• 分類號(hào): C22C21/10;C22C1/02;C22C1/03;C22F1/053
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司61100
• 代理人: 佘文英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超高強(qiáng)度抗耐磨鋁合金材料，具體地說是涉及一種超高強(qiáng)度抗耐磨的用于變速器同步齒環(huán)的鋁合金，同時(shí)也適用于超高強(qiáng)度、輕質(zhì)的鋁合金材料的領(lǐng)域。例如：航空、航天、無人機(jī)、水下潛航器等。

背景技術(shù)

眾所周知，目前變速器同步齒環(huán)大多數(shù)采用銅合金制造，中國僅此項(xiàng)目用途每年消耗銅材就達(dá)5萬噸以上。少數(shù)采用鋼制造。但此鋼材與鋼材摩擦?xí)r易產(chǎn)生膠合，所以使用受限。目前還沒有合適的鋁合金材料制造變速器同步齒環(huán)。主要原因是現(xiàn)有鋁合金的強(qiáng)度和耐磨性難以達(dá)到制造變速器同步齒環(huán)的要求。若是能研制出滿足制造變速器同步齒環(huán)要求的鋁合金，肯定會(huì)受到市場(chǎng)的追捧和歡迎。因?yàn)殇X重量輕、成本按體積計(jì)算比銅合金成本低60％以上，經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)前景十分看好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種超高強(qiáng)度抗耐磨鋁合金材料及其生產(chǎn)工藝，能同時(shí)具有超高強(qiáng)度和抗耐磨性滿足制造變速器同步齒環(huán)的需要。

為了解決上述技術(shù)問題，發(fā)明人通過多次試驗(yàn)反復(fù)試驗(yàn)、試制、篩選，最后找到了解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種超高強(qiáng)度抗耐磨鋁合金材料，其組分的重量百分比為：Si≤0.7％；Fe≤0.5％；Cu1.6～2.9％；Mn0.1～0.3％；Mg1.8～2.9％；Zr0.05～0.20％；Zn7.0～13.5％；Ti0.01～0.07％；Nd0.2～1.3％；其余為鋁。材料代號(hào)：7Y69。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：超高強(qiáng)度抗耐磨鋁合金具有重量輕、強(qiáng)度高、抗耐磨的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于制造變速器同步齒環(huán)和其他汽車零部件。具有非常良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。同時(shí)也可提供給航空、航天、無人機(jī)及水下潛航器等需要使用超高強(qiáng)度，且又需要輕量化的領(lǐng)域應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

本發(fā)明采用的是變形鋁合金化學(xué)成分國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3190和鑄造鋁合金錠國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8733中沒有的配方，本發(fā)明超高強(qiáng)度抗耐磨鋁合金是由鋁、銅、鎂、鋅、釹、鋯、鎳、鈦元素熔煉制成，在鋁合金熔煉爐和鑄造機(jī)組上進(jìn)行。

1.首先在鋁合金熔煉爐進(jìn)行熔煉；

2.在710℃-800℃的溫度下，先加入鋁錠76.5～85.7％，電解銅板1.6～2.9％(銅也可以采用鋁銅中介合金的形式)，再加入鋯0.05～0.20％，后進(jìn)行熔煉；

3.待鋁、銅、鋯全部溶化后將溫度升至750℃-810℃，再加入鎂1.8～2.9％和鋅7.0～13.5％，再進(jìn)行熔煉；

4.待鋁、銅、鋯、鎂、鋅全部熔隔在一起后，將溫度升至780℃-830℃時(shí)再加入鈦0.01～0.07％和釹0.2～1.3％，后進(jìn)行熔煉；

5.待各種成分充分溶解在一起，然后再進(jìn)行除氣除渣精煉；

6.將熔隔的鋁合金在鑄造機(jī)組上澆鑄成圓鑄棒或方鑄錠；

7.若是澆鑄成圓鑄棒就采用擠壓機(jī)將圓鑄棒擠壓制成制造變速器同步齒環(huán)的鋁合金管坯或棒坯。若是澆鑄成方鑄錠就采用軋機(jī)扎制成需要厚度的板材用于制造變速器同步齒環(huán)。

8.將鑄錠擠壓成管、棒或板材后進(jìn)行淬火處理，淬火在淬火爐內(nèi)進(jìn)行，淬火溫度為455℃-515℃，淬火時(shí)間為3-5小時(shí)，時(shí)間到后用冷水急冷；

9.將淬火處理后的材料再進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效在時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行，時(shí)效溫度為120℃-180℃，時(shí)效時(shí)間為26-30小時(shí)，時(shí)效時(shí)間到后材料隨爐冷卻。

本發(fā)明超高強(qiáng)度抗耐磨鋁合金7Y69可經(jīng)鑄造加工，再擠壓、鍛壓、軋制加工成制造同步器齒環(huán)的毛坯管件、鍛環(huán)或板材，再經(jīng)鍛造和機(jī)械加工制造成同步器齒環(huán)。

7Y69經(jīng)T6處理后抗拉強(qiáng)度大于730MPa，屈服強(qiáng)度大于610MPa。(根據(jù)現(xiàn)有無縫鋁管國標(biāo)GB/T437.1-2000，抗拉強(qiáng)度最大的是7075T6：其抗拉強(qiáng)度最大為560MPa，屈服強(qiáng)度最大的是7075T6：其屈服強(qiáng)度最大為505MPa。現(xiàn)有鋁棒國標(biāo)GB/T3191-1998，抗拉強(qiáng)度最大的是7A09T6：其抗拉強(qiáng)度最大為530MPa，屈服強(qiáng)度最大的是7A09T6：其屈服強(qiáng)度最大為400MPa)，綜上所述，以上比對(duì)足以證明7Y69鋁合金的先進(jìn)性。

上述僅本發(fā)明較佳可行的實(shí)施例，非因此局限本發(fā)明保護(hù)范圍，依照上述實(shí)施例所作各種變形或套用均在此記住方案保護(hù)范圍之內(nèi)。