[發(fā)明專利]一種含稀土的耐磨鋁青銅合金及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811390693.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109321778A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張全孝;黃偉;田開(kāi)文;黃偉明;張延松;周春華;蘭蘭;閆志飛;高平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)兵器科學(xué)研究院寧波分院
• 主分類號(hào): C22C9/01
• 分類號(hào): C22C9/01;C22C1/03;C22F1/08
• 代理公司: 寧波誠(chéng)源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

一種含稀土的耐磨鋁青銅合金及其制備方法，其主要成分：銅：70.0～72.0％、鐵：7～9％、錫：0.9～1.2％、錳：6.0～8.0％、硅：2～4％、硼：0.1～0.3％、稀土鈰：0.2～0.3％，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)；制備生產(chǎn)工藝流程為：配料－熔鑄－加熱－擠壓－退火－成品。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，易于操作，可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，制備的鋁青銅合金不含鉛、砷等銅合金材料，消除生產(chǎn)和使用中對(duì)環(huán)境和人體的危害，且具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐磨性能和良好的加工塑性，適用于礦山、冶金、工程等機(jī)械行業(yè)用的關(guān)鍵件如銅套、軸瓦等耐磨銅件，對(duì)提高設(shè)備使用壽命、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低能源消耗具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐磨合金及其制備方法，尤其涉及一種含稀土的耐磨鋁青銅合金及其制備方法。

背景技術(shù)

高性能液壓泵在軍工、礦山、冶金、工程等機(jī)械行業(yè)上獲得廣泛的應(yīng)用，液壓技術(shù)的先進(jìn)與否常被用來(lái)作為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)準(zhǔn)。液壓系統(tǒng)中高性能液壓泵的關(guān)鍵件如缸體、銅套、復(fù)合燒結(jié)銅件、軸瓦、球鉸、配油盤(pán)等部件均為高強(qiáng)耐磨銅件。液壓泵是液壓系統(tǒng)中能源轉(zhuǎn)換的心臟部件，其失效絕大部分是由于磨損引起的，其中關(guān)鍵摩擦副的磨損占比約50％，這些摩擦副往往是由鋼(鐵)和銅合金配對(duì)組成。傳統(tǒng)摩擦副銅配件一直選用常規(guī)青銅合金ZQAl9-4和ZQSn10-1,兩者在潤(rùn)滑不良的條件下耐磨性能大大降低，而且強(qiáng)度和硬度偏低，高負(fù)荷條件下容易發(fā)生斷裂或快速磨損導(dǎo)致降低使用壽命，因此要提高耐磨銅合金件在惡劣環(huán)境下的使用壽命，必須保證材料具有優(yōu)異的耐磨性能和較高的強(qiáng)度和硬度。

青銅作為常用的耐磨材料，廣泛地用于軸承、軸套、軸瓦、滑塊、螺母等零件的制造，近年來(lái)隨著對(duì)耐磨零件需求不斷增長(zhǎng)，已相繼開(kāi)發(fā)出無(wú)數(shù)種耐磨銅合金，CN102304642B專利公開(kāi)了一種耐磨錫青銅，適用于交通電力領(lǐng)域耐磨關(guān)重部件；CN1092817A專利公開(kāi)了一種耐磨黃銅合金，用于汽車變速箱同步器錐齒環(huán)；CN1159486A專利公開(kāi)了一種高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)導(dǎo)線用銅合金，要求強(qiáng)度較高，導(dǎo)電性好，磨耗低，成本較低等性能。雞西市劉桂英等人研究的ZQAl8-2-3合金代替價(jià)格較貴的錫青銅ZQSn6-6-3，耐磨性較好，成本低，滿足使用要求。日本三菱伸銅株式會(huì)社發(fā)明的專利CN100543160C公開(kāi)了一種耐磨性、切削性、耐蝕性較好的銅合金鑄件及鑄造方法，用于汽缸體活塞滑履、軸瓦、軸承、螺母等耐磨零件；CN85106324、200610039282專利是添加砷的錫黃銅，具有較好的耐蝕性能，適于做熱交換器和冷凝器管。

上述專利成果中CN100543160C專利指出合金在鑄造和熱處理后下使用，其強(qiáng)度僅有300Mpa左右，塑性也較低，影響使用壽命；CN1159486A專利強(qiáng)調(diào)合金用于高鐵導(dǎo)線材料，要求高的電導(dǎo)率，因此添加的合金元素有時(shí)犧牲掉對(duì)強(qiáng)度和硬度做出貢獻(xiàn)的考慮；CN1092817A專利雖然成本較低，但合金元素較多，強(qiáng)度稍高，但室溫塑性較低，降低其耐磨壽命；含砷的黃銅合金在制備和使用過(guò)程中不可避免地對(duì)人體健康和環(huán)境有毒副作用，盡量避免使用。目前國(guó)內(nèi)對(duì)高強(qiáng)耐磨銅合金研究較少，有的采用等通道角擠壓工藝，雖然提高了銅合金的強(qiáng)硬度，但是工藝復(fù)雜，模具制作要求高，難以實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。

因此，研究一種用于礦山、冶金、工程等行業(yè)的軸承、軸套、軸瓦、滑塊、螺母耐磨銅合金及其制備方法，對(duì)提高設(shè)備使用壽命、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低能源消耗具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有優(yōu)良力學(xué)性能、耐磨性和良好的加工性能的含稀土的耐磨鋁青銅合金。

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝簡(jiǎn)單、易操作的含稀土的耐磨鋁青銅合金的制備方法，制備的青銅鋁合金具有優(yōu)良力學(xué)性能、耐磨性和良好的加工性能。