[發明專利]一種高速滑動不粘連磨損的鋁基耐磨合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201910029106.7
• 申請日: 2019-01-12
• 公開（公告）號: CN109694974A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 程鵬;劉俊凱;程文睿
• 申請（專利權）人: 煙臺市睿豐新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C30/06;C22C1/02;B22C9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種高速滑動不粘連磨損的鋁基耐磨合金，合金為鋁基合金，含有鋁、銅、鎂、錳、鈦、硼、鎳、硅、鋅、稀土、鍶、錫和其他不可避免的雜質元素，具有良好的切削性能和優異的機械性能，生產成本低，可在高速高壓的狀態下，替代錫青銅和鋅基合金，大幅度降低生產成本。

技術領域

本發明涉及一種鋁基合金，具體涉及一種高速滑動不粘連磨損的鋁基耐磨合金。

背景技術

因為具有耐磨性好的特點，錫青銅和鋅基合金一直被廣泛研究，由于高速高壓性能較差，其應用范圍受到了很大限制。

目前，國內機械制造企業選用錫青銅和鋅基合金作為減磨配件，其中ZCuSn6Zn6Pb3、ZCuSn10Pb1、ZCuSn10Pb5、ZA27，ZA30應用比較廣泛。但實際上，在高速高壓的狀態下，銅合金和鋅基合金都存在粘連磨損狀態，提高了摩擦溫度，加劇了摩擦件的損壞。

出現以上問題的主要原因在于：第一、現有鋅基合金成分，決定了其性能的局限。第二、在高壓高速狀態下，錫青銅和鋅基合金的摩擦面溫度升高，粘連加劇，耐磨性急劇變差，難以達到零部件使用要求。依照這種傳統方法所得錫青銅和鋅基合金制成的軸套和滑塊，磨損加快，也會出現抱軸卡死的現象。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種具有優異切削加工性能和機械性能穩定的一種高速滑動不粘連磨損的鋁基耐磨合金。

本發明的技術方案如下：

一種高速滑動不粘連磨損的鋁基耐磨合金，其特征在于其合金重量百分比組成為：AL45～55%、Cu2～4%、Mg0.02～0.06%、Mn0.5~1%、Ti0.1～0.5%、B0.03～0.1%、Ni0.5～1%，Si3～6.5%、Re0.1～0.3%、Sr0.04～0.1%、Sn3～10%余量為Zn，其他雜質總和≤0.2%。

其合金重量百分比組成可以優選為AL45%、Cu3.7%、Mg0.02%、Mn0.54%、Ni0.5%、Si4%、Ti0.25%、B0.05%、Re0.2%、Sr0.08%、Sn3%，余量為Zn及雜質。

其合金重量百分比組成可以優選為：AL50%、Cu3.8%、Mg0.027%、Mn0.57%、Ni0.53%、Si4.2%、Ti0.25%、B0.05%、Re0.2%、Sr0.09%、Sn5%，余量為Zn及雜質。

其合金重量百分比組成可以優選為：AL55%、Cu4%、Mg0.025%、Mn0.55%、Ni0.53%、Si4.5%、Ti0.25%、B0.05%、Re0.2%、Sr0.1%、Sn10%，余量為Zn及雜質。

所述的高速滑動不粘連磨損的鋁基耐磨合金的鑄件制備方法，按照以下步驟制備而成：電阻爐內加熱鋁錠、鋅錠、銅、硅、錳和鎳，等合金熔化后除氣，壓入鎂塊，鈦硼變質后加入稀土，二次除氣打渣后，加入錫，攪拌均勻后，靜置5分鐘撇渣，鋁基合金600℃低溫狀態下澆鑄鑄件。

所述澆鑄鑄件的方法是：鋁基合金在600℃低溫狀態下金屬型澆鑄，模具溫度控制在180℃。

本發明的積極效果在于：

一、本發明在合金中添加Ti，B 和Re，具有復合細化金屬晶粒的比較顯著的效果，從而提高了合金的綜合力學性能。其中Ti和B能夠細化合金晶粒，提高力學性能；Re能夠球化晶粒，提高合金耐磨性能。Sr能夠避免偏析作用，使合金材料更均勻，細化金屬元素Si，抑制Si晶粒增長。Mn和Re可大幅度提高鋁基合金的高溫強度，提高幅度為46%左右。

本發明中，Si以微小顆粒狀態鑲嵌在基體內，能夠達到耐磨的作用。Cu 有助于合金的總體加工性能，有助于提高合金熱加工時的塑性，增強熱處理強化效果，降低合金的各向異性。Mg有助于微細彌散相的形成和阻止熱加工及熱處理過程中再結晶的發生。Zn的加入能夠提高材料的耐磨性能和自潤滑效果。Mn和Ni的組合添加，能夠提高合金高溫強度。