[发明专利]一种工程机械用高强高韧耐磨挤压锌合金U型材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种挤压锌合金型材及制备方法，特别是指一种工程机械用高强高韧耐磨挤压锌合金U型材及制备方法，属有色金属新材料制造领域。

背景技术

目前，国内工程机械用的U型导槽(或称导槽、耐磨板)，主要采用铜合金材料，如铝青铜、锡青铜等，采用铸造方法单件生产，经机械加工后使用。因此，原材料成本高、生产效率低。

与铜合金材料相比，采用高铝锌合金材料制造，原材料成本低、材料来源丰富，熔化能耗少。但采用铸造方法生产，合金的塑韧性低(伸长率1～3％)。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种工程机械用高强高韧耐磨挤压锌合金U型材及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

一种工程机械用高强高韧耐磨挤压锌合金U型材的制备方法，包括步骤如下：

(1)按照下列成分质量百分比，选取纯金属或中间合金，在坩埚电阻炉内加热熔化并浇注成铸锭：25.0～45.0％Al、2.0～5.0％Cu、0.015～0.04％Mg、0.04～0.10％Ti、0.008～0.02％B，0.004～0.01％C，余量为锌以及不可避免的杂质元素，杂质元素含量控制范围为：Fe≤0.1％、Pb≤0.004％、Sn≤0.002％、Cd≤0.003％；

(2)将铸锭于280℃～360℃进行均匀化处理，均匀化处理时间3～12小时；

(3)将型材挤压模具预热到260℃～320℃，并安装在挤压机上；

(4)将均匀化处理后的铸锭放入挤压机的挤压筒内，在260℃～340℃下挤压成型；

(5)将挤压型材截取所要求的长度，放入箱式电阻炉中加热到290℃～360℃，保温1～8小时，然后迅速放入0℃～35℃的水中，即固溶处理后进行水淬；

(6)固溶处理水淬后，室温放置，自然时效两周以上即获成品。

步骤(1)的具体操作优选：首先在电阻坩埚炉中加入电解铝、电解铜、锌锭，升温熔化，熔化控制温度700℃～750℃，当铝、铜含量高时，熔化控制温度相应提高。待全部熔化后，用精炼剂进行除渣除气处理，静置后扒渣。然后，先加入预热温度200～300℃的Mg-10％Al中间合金，再加入预热温度200～300℃的Al-5％Ti–1％B-0.5％C中间合金，或同时加入预热的Mg-10％Al中间合金和Al-5％Ti–1％B-0.5％C中间合金，待中间合金全部熔化后，将金属液搅拌均匀，静置10至15分钟，在620～690℃浇注成圆形铸锭。铸锭冷却后，经车削加工去表层氧化皮后，备挤压用。

步骤(2)所述的铸锭均匀化温度优选为300～340℃，均匀化时间3～5小时；

步骤(3)所述的型材挤压模具为平模，模具预热温度优选为280～300℃；

步骤(4)所述的挤压温度优选为280～320℃；

步骤(5)所述的型材热处理固溶处理温度优选为300～340℃，保温2～4小时，然后迅速水淬，水温0～35℃。

步骤(6)所述的型材热处理后，室温放置，自然时效两周以上即获成品。