[发明专利]一种高性能耐磨合金件的配方及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及合金制造领域，具体涉及一种高性能耐磨合金件的配方及其生产工艺。

背景技术

合金件在650～1100℃具有较高的高温强度、高温抗疲劳性能、抗热震冲击性能和良好的抗氧化、耐腐蚀性能，高的耐磨粒磨损以及良好的抗金属间磨损等性能。广泛用于耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗冲击等工矿条件下的各类零部件的制造，如超超临界汽轮机中的密封环、导向套筒以及活塞环等，航空喷气发动机、工业燃气轮机、舰船燃气轮机中的导向叶片和喷嘴导叶以及柴油机喷嘴等。合金按制备工艺分为铸造高温合金、变形高温合金和粉末冶金高温合金。耐磨耐热耐蚀高温合金是依靠在纯钴中加入大量的Cr、Mo或W和C等元素形成的碳化物进行强化，因此合金容易受加工硬化影响而不易采用变形成形，只能采用铸造的方法进行制备成形。耐磨耐热耐蚀合金产品种类较多，其中很大一部分以管类或环类为主，如合金密封环、导向套以及活塞环等。目前该部分产品还主要以静态砂型铸造的方法进行生产，该方法由于一个砂型仅能使用一次，因此存在批量化生产效率较低、成本高等问题，此外，由于砂型铸造本身存在的铸造合金密度不高、晶粒粗大等问题，如需提高性能需进行后期等静压处理，这进一步增加了制造成本，纯铝的密度小(ρ＝2.7g/cm)，大约是铁的1/3，熔点低(660℃)，铝是面心立方结构，故具有很高的塑性，易于加工，可制成各种型材、板材。铝的抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。添加一定元素形成的铝合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb值分别可达24～60kgf/mm2。这样使得铝合金“比强度”(强度与比重的比值σb/ρ)胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，铝合金因其具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，在工业上被广泛使用，成为工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50％以上。

近年来，从考虑地球环境等的角度出发，汽车车体的轻量化的社会性的要求越发高涨，汽车车体之中，针对面板(引擎罩、车门、车顶等的外板、内板)、保险杠加强件(保险杠R/F)、车门防撞梁等的补强材等，应用铝合金材料而部分性地取代钢板等的钢铁材料。现代轨道交通、桥梁等应用背景下，大跨度、高承力、特高型建筑物门窗与幕墙需要一种具有较高强度及良好延伸率的材料，6061铝合金加工性能及延伸率等已经不能满足这种要求。美国ALcoa公司曾制备出6013铝合金，该铝合金具有较高的强度和良好的耐蚀性。但由于6013铝合金延伸率低、加工性能欠佳，所以其应用一直受到限制。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种高性能耐磨合金件的配方及其生产工艺，具有轻量、耐磨损、可塑性好的优点，并且具有优异散热性，能够用于汽车配件、高档门窗、散热器配件、显示器边框外壳的制造，市场前景广阔形，本发明采用型筒离心铸造方法制造铸造合金筒类或环类零部件，通过控制离心铸造的温度、转速以及设计涂料成分，能够获得细晶粒、高致密度和高性能的耐磨耐热耐蚀合金件，可以有效解决背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高性能耐磨合金件的配方，按照重量百分比由如下原料组成：

石英粉为8％-12％、锆英粉为7％-8％、聚合氯化铝为0.6％-1％、钠基膨润土为2％-3％、超细钴粉为1％-1.5％、Si0.33-0.37％、Fe≤0.16％、Cu≤0.012％、Mg0.47-0.52％、Mn0.015-0.025％、Cr≤0.01％、Zn≤0.012％、Ti0.01-0.015％，余量为Al。

优选的，按照重量百分比由如下原料组成：

石英粉为8％、锆英粉为7％、聚合氯化铝为0.6％、钠基膨润土为2％、超细钴粉为1％、Si0.33％、Fe0.12％、Cu0.01％、Mg0.47％、Mn0.015％、Cr0.005％、Zn0.01％、Ti0.01％，余量为Al。

优选的，按照重量百分比由如下原料组成：

石英粉为12％、锆英粉为8％、聚合氯化铝为1％、钠基膨润土为3％、超细钴粉为1.5％、Si0.37％、Fe0.06％、Cu0.008％、Mg0.52％、Mn0.025％、Cr0.008％、Zn0.011％、Ti0.015％，余量为Al。

优选的，按照重量百分比由如下原料组成：