[其他]铝锌硅锰稀土轴承合金的配方和浇注方法

说明书

一种铝锌硅锰烯土轴承合金的配方和浇注方法，按照本发明的配比熔制的轴承合金既具有轴承合金所要求的多相结构的基体组织，又具有比巴氏合金和其它轴承合金更突出的软质、高强、耐磨、耐蚀、不锈等特点，是比巴氏合金以及其它轴承合金更为理想的低速、重载轴承合金材料本发明提供的轴承合金浇注工艺，完全拼弃了现有轴承合金浇注前对钢壳进行清洗、挂锡的复杂处理过程，采用了一种工艺简单、操作方便、结合牢固的直接浇注新工艺。

本发明涉及一种轴承合金的配方及其浇注工艺的革新方案。

轴承合金是制造滑动轴承的特定材料。常用的轴承合金有传统的巴氏合金、铜基合金、铝基合金等多种有色金属合金。

巴氏合金是承受中等负荷的轴承合金中比较理想的材料，特别是其中的钖锑合金比其它的轴承合金有较好的顺应性，抗咬合性和嵌藏性，比铅锑合金则有较好的耐磨性。但也有其不足之处。例如：①因其基体过软，强度太低，抗疲劳性和承载重负荷的能力都不如铜基合金和铝基合金，所以不能能用做整体轴瓦，也不能适用于比压力较高的重载轴瓦。这个致命的弱点，严重限制了它在应用领域上的开拓，铜基和铝基合金虽可用做重载轴瓦，但价格太贵。也影响普及;②由于锑比钖轻，在浇注时如不采取适当措施，则会产生比重偏析，得不到均匀的组织和性能;③因其强度和硬度都比较低，为了保证合金牢固粘结在钢壳内表面上，只能传统性地采用十分复杂的熔铸方法，即在浇注之前，必须将轴承钢壳进行如下的处理：碱洗-水洗-酸洗-水洗-沸水清洗-涂保护剂-涂熔剂-挂钖。如果不经过这个处理程序而直接进行浇注。势必发生合金与钢壳脱开的现象。而这种处理程序不仅工艺复杂，技术不易掌握，而且挂钖也是一个十分复杂细致的过程。常用的挂钖方法有浸入法和钖条涂抹法，而这两种方法都必须挂钖之后立即浇注，否则挂钖液冷却后，浇注的合金仍易出现粘合不良的缺陷;④因选用的原料比较贵重，加上制造工艺复杂，必然造成成本高、价钱贵、供应紧张等现象。

本发明的目的是针对巴氏合金的材料及其浇注工艺中存在的一系列问题，提出以下的革新方案：

第一，提供一种承载能力大、耐磨性能好、磨轴轻、制造工艺简便、用料低廉、造价低，并能取代巴氏合金、铝基合金和铜基合金的新型低速、重载轴承合金。

第二，提供一种既能完全排除巴氏合金浇注前的复杂处理工艺，又能确保轴承合金与轴承钢壳牢固结合的简易可行的浇注工艺设计方案。

本发明的基本要点是：①根据滑动轴承合金的设计原理设计一种以铝、锌、硅、锰和稀土合金为主体的轴承合金新材料的配比方案。在这个方案中，铝、锌为基本元素，可在合金中形成较软的固溶体富铝相和富锌相，而硅所形成的Si相和铜所形成的CuZn₃电子化合物都是较硬的质点，在合金中起支承和自润滑的作用，镁、锰和稀土合金等可大幅度地提高合金的强度、韧性、耐磨性和耐蚀性，因而使这种合金用于制造轴承时，既由于具备软基体加硬质点的组织结构特点，而可以改善轴承的嵌藏性和自润滑性;又由于强度和韧性较高而使合金具有较高的抗疲劳性。②利用本发明提供的轴承合金材料所拥有的高强度、高硬度和高线性收缩等特点，采用直接浇注的方法将轴承合金浇注到轴承钢壳内，可使合金与轴承钢壳牢固的结合成一体。

本发明的具体实施方案如下：

1.Al-Zn-Si-Mn-RE轴承合金的成份如表一所示

表一

表中的Al、Zn、Si、Cu、Mn、Mg和RE是必要成份，Sb、Pb、Ti、是选择成份;这些成份的最佳值是：Al40～50%、Zn30～40%、Si3～8%、Cu1～5%、Mn3～6%、Mg0.05～0.1%、RE0.2～0.3%。

2.Al-Zn-Si-Mn-RE轴承合金的熔制工艺：

（1）原料选用与准备：为确保合金的质量，必须采用纯度较高的原材料，其中：

Al：采用3号以上铝锭，

Zn：采用Zn-1，Zn-2，Zn-3，

Si：采用Al-Si中间合金，

Mn：采用Al-Mn中间合金或金属锰，