[发明专利]一种铝基-钢双金属轴瓦材料及其制备工艺

权利要求书

1.一种铝基-钢双金属轴瓦材料，其特征在于，由铝覆盖层、铝基合金层、铝过渡层和低碳钢层所组成；其中，铝基合金层为内生TiB₂颗粒增强型铝锡铜合金；

所述内生TiB₂颗粒增强型铝锡铜合金以内生TiB₂颗粒作为增强体，以铝锡铜合金作为基体合金；其中，内生TiB₂颗粒的体积占内生TiB₂颗粒增强型铝锡铜合金的4.0～12.0％。

2.根据权利要求1所述的铝基-钢双金属轴瓦材料，其特征在于，所述基体合金的主体元素为铝，并含有锡、铜、锌、锰，基体合金中各元素的质量百分比为：锡6.0～15.0％、铜0.8～1.5％、锌0.6～1.2％、锰0.5～1.0％，余量为铝。

3.权利要求1所述的铝基-钢双金属轴瓦材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)准备材料：按照基体合金中各元素的质量百分比配备铝锭、锡块、铝铜锌锰中间合金，备用；

(2)制备铝基合金层：700～750℃熔化铝锭，得铝熔体，并过热至900～930℃；向过热后的铝熔体中加入反应物K₂TiF₆-KBF₄混合盐、反应助剂Na₃AlF₆-MgCl₂混合盐，用石墨棒充分搅拌，反应15～20min，生成TiB₂，即为内生TiB₂颗粒，得到含有内生TiB₂颗粒的铝熔体；将含有内生TiB₂颗粒的铝熔体的温度降至750～780℃，并加入铝铜锌锰中间合金和锡块，得合金熔体；以NaCl-KCl-CaF₂混合盐作为精炼剂，对合金熔体精炼后，浇注到铸模中，获得内生TiB₂颗粒增强型铝锡铜合金板材，作为铝基合金层；其中，所述K₂TiF₆-KBF₄混合盐是按Ti:B为1:2的摩尔比配制而成，所述反应助剂Na₃AlF₆-MgCl₂混合盐中Na₃AlF₆和MgCl₂的质量比为3:1；

(3)包铝轧制：将内生TiB₂颗粒增强型铝锡铜合金板材的表面进行刷光后，用厚度为0.5～1.5mm的纯铝板包覆，并经过2～4道连续轧制，轧制成总厚度为3～6mm的复合式铝合金带，其中，初始轧制压下率为50～60％，后续轧制压下率小于35％；然后将复合式铝合金带在氩气或氮气保护下在350℃的电阻炉内进行1.5～2.5h退火处理，并刷光，备用；

(4)制作钢带：选用低碳钢板制作低碳钢带，先对低碳钢带脱脂除锈，再用砂带对低碳钢带表面进行打磨粗化，备用；

(5)冷轧复合：在室温下，采用双辊复合轧机，将步骤(3)中经过刷光处理的复合式铝基合金带和步骤(4)中经过打磨粗化的低碳钢带依次进行1道粗轧和2道精轧，最终复合轧制成由铝覆盖层、铝基合金层、铝过渡层和低碳钢层所组成的铝基-钢双金属轴瓦材料。

4.根据权利要求3所述的铝锡铜合金基轴瓦材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应助剂Na₃AlF₆-MgCl₂混合盐的质量为反应物K₂TiF₆-KBF₄混合盐质量的7～9％。

5.根据权利要求3所述的铝锡铜合金基轴瓦材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述NaCl-KCl-CaF₂混合盐的用量为基体合金质量的2.5～3.5％。

6.根据权利要求5所述的铝锡铜合金基轴瓦材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述基体合金的质量为所述铝锭、锡块和铝铜锌锰中间合金的总质量，并且K₂TiF₆-KBF₄混合盐的质量与基体合金的质量比为1:1.2～1:2.6。