[发明专利]具有复杂微观结构的耐磨合金

说明书

提供了一种具有复杂微观结构的耐磨合金，微观结构包括约19wt％至约27wt％范围的锌(Zn)、约3wt％至约5wt％范围的锡(Sn)、约7.6wt％至约11wt％范围的硅(Si)和余量的铝(Al)。

技术领域

本发明涉及用于可能需要耐磨性和自润滑性的车辆部件的铝合金以及制备该铝合金的方法。具体地，本发明提供具有复杂微观结构的铝合金，其可包含耐磨性颗粒和自润滑性软颗粒。

背景技术

作为铝合金，通常在车辆工业中使用含有约13.5wt％至约18wt％范围或约12wt％的硅(Si)和约2wt％至约4wt％范围的铜(Cu)的过共晶铝-铁(Al-Fe)合金。由于这种常规的Al-Fe合金具有以下微观结构，即其中具有尺寸范围为约30μm至约50μm的初生硅(Si)颗粒，因此其相对于纯Al-Fe合金可以具有改善的耐磨性，因而，其一般可用于可能需要耐磨性的车辆部件，例如挂挡叉、后盖、防波板等等。商业合金的实例可包括：R14合金(由日本RyobiCorporation生产)、与R14合金类似的K14合金、用于整体(monoblock)或者铝内衬的A390合金等等。

然而，这些过共晶合金由于其硅含量高可能具有下述问题，例如，可铸性低、耐冲击性低等等。另外，可能难以调整硅(Si)颗粒的尺寸和分布，并且制造过共晶合金由于特别开发的工序可能比其它铝合金耗费更高。

同时，Al-Sn合金可以是用于车辆部件的自润滑铝合金的另一个实例。该Al-Sn合金可包括约8wt％至约15wt％范围的锡(Sn)，还包括可以降低摩擦的自润滑性锡(Sn)软颗粒的微观结构。因此，该Al-Sn合金可以用作在高摩擦接触面中使用的金属轴承的基础材料。然而，该Al-Sn合金由于约150MPa或更低的较低强度可能并不适用于结构车辆部件，尽管强度可以通过硅(Si)含量增强。

以上作为本发明的相关技术提供的说明仅仅是为了帮助理解本发明的背景，而不应理解为包含在本领域技术人员已经知晓的相关技术内。

发明内容

本发明可提供解决上述问题的技术方案。因此，在一方面，本发明提供具有可从其硬颗粒和软颗粒得到的微观结构的新型的高强度耐磨合金。具体地，该新型合金可以具有来自过共晶Al-Si的耐磨性和来自Al-Sn合金的自润滑性。

在本发明的一个示例性实施方式中，提供一种具有复杂微观结构的耐磨合金，其可以包括：约19wt％至约27wt％范围的锌(Zn)；约3wt％至约5wt％范围的锡(Sn)；约7.6wt％至约11wt％的硅(Si)；和余量的铝(Al)。该耐磨合金可以进一步包括约1wt％至约3wt％的铜(Cu)。该耐磨合金还可以包括约0.3wt％至约0.8wt％的镁(Mg)。另外，该耐磨合金可以包括约1wt％至约3wt％的铜(Cu)和约0.3wt％至约0.8wt％的镁(Mg)。

在另一个示例性实施方式中，本发明提供一种具有复杂微观结构的耐磨合金，其可以包括：约19wt％至约27wt％范围的锌(Zn)；约3wt％至约5wt％范围的铋(Bi)；约7.6wt％至约11wt％的硅(Si)；和余量的铝(Al)。

附图说明

根据以下详细描述并结合附图，将更清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和优点，其中：

图1是示出针对软颗粒在根据实施例和比较例的示例性实施方式的具有复杂微观结构的耐磨合金中摩擦系数与锡(Sn)含量(wt％)或锌(Zn)含量(wt％)之间的关联的示例图。

具体实施方式