[发明专利]一种耐磨铝合金材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种耐磨铝合金材料及其制备方法。

背景技术

在金属材料领域中, 耐磨铝合金作为耐磨材料一直受到普遍重视。

CN200810231204.0号申请涉及一种耐磨高强铝合金材料及其制造工艺。其技术方案：该材料的化学成分以重量来计算，其构成为7.6～8.3％硅、2.5～3.5％铜、1.2～1.4％铁、0.3～0.5％镁、0.1～0.05％稀土余量为铝。所述的汽缸体的化学成分以重量来计算，其杂质的含量不大于：0.3％锌、0.2％铅、0.2％铬、0.1％锡、0.1％镍、0.1％钛。还通过配料、精炼、变质、浇注、淬火而成，采用本发明后，由于材料的内部化学成分及制造工艺的变化、改进，使其内部组织致密，韧性好，其铸造成型性，加工性优良，耐磨性好，成本低的优点。采用本发明后，由于该汽缸体的内部化学成分及制造工艺的变化、改进，使其内部组织致密，韧性好，其铸造成型性，加工性优良，耐磨性好，成本低；其抗拉强度σ_b可达到300---330MPa，延伸率δ升至1～2％，布氏硬度达120-140HBS

CN200610165341.X号申请公开一种高强耐磨铝合金及其制备方法，该高强耐磨铝合金是在Al－Zn－Mg－Cu合金熔体中，置入Ti－C－Al预制块，通过原位反应在该Al－Zn－Mg－Cu合金熔体中生成TiC颗粒，再进行雾化喷射成形而成，其中，Ti－C－Al预制块的TiC置入量为Al－Zn－Mg－Cu合金的3.15～10.5％重量％。其制备方法是：(1)按Ti粉，石墨粉和铝粉压制成Ti－C－Al预制块备用；(2)将Al－Zn－Mg－Cu合金熔融；(3)、将Ti－C－Al预制块置于Al－Zn－Mg－Cu合金熔体中，进行原位反应；(4)进行雾化喷射成形，得到高强耐磨铝合金。本发明的铝合金是利用原位反应喷射成形工艺制备高强铝合金，实现了材料耐磨性能的改善。该合金具有高的强度，及良好的韧性和耐磨性能。在载荷为8.9N时，加入5重量％TiC颗粒后合金的磨损率为8.1×10^-6g/m，而不加TiC颗粒的合金磨损率为9.6×10^-6g/m。由此可见，5％TiC原位颗粒喷射成形7075铝合金的磨损率降低了1.5×10^-6g/m。

以上的普通铝合金的耐磨性和强度的综合性能不高。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种耐磨铝合金材料，该材料具有良好的性能。

本发明的另一目的是提供一种耐磨铝合金材料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种耐磨铝合金材料，该材料以铝合金为基体，在基体中分布着由铜丝和铁丝形成的金属丝团，所用铜丝和铁丝的直径均为1-2mm，金属丝团的直径为10-15cm，材料中铁丝的总体长度相当于铜丝的二倍；两种金属丝占材料的体积百分比为10-35%；

铝合金基体的化学成分的重量百分含量：Mg为1-3％，Sr为0.2％～0.5％，Si为5％～7％，Pb为2％～3％，Sn为1％～2％，Ce为0.5％～1％，Ho为0.01％～0.03％，其余为Al；

铜丝为纯铜；铁丝的化学成分的重量百分含量为：C为0.05-0.09，Si为0.2%～0.3%,Mn为0.25-0.35%,P<0.02%,S<0.025%,其余为Fe。

基体中还分布有化合物AlN、CrAl3、Si3N4和Cr3Si颗粒。

一种耐磨铝合金材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

铜丝和镀铬铁丝及渗氮铁丝的准备：分别取直径为1-2mm、成分为纯铜的铜丝以及取直径为1-2mm、成分重量百分含量：C为0.05-0.09，Si为0.2%～0.3%, Mn为0.25-0.35%, P<0.02%, S <0.025%,其余为Fe的铁丝；铁丝的总体长度相当于铜丝的二倍；控制铁丝与铜丝共占材料的体积百分比为10-35%；按常规方法分别在一半铁丝表面镀铬；另一半铁丝表面渗氮；分别形成镀铬铁丝和渗氮铁丝；镀铬层的厚度为100-200微米；渗氮层的厚度为100-200微米；铜丝与得到的镀铬铁丝及渗氮铁丝三者总体长度相当；