[发明专利]一种高强减摩铝合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强减摩铝合金，按重量百分比，各组分为：铋：1.0%‑9.0%、铜：2.0%‑8.0%、锰：0.3%‑1.7%，硅：0.2%‑1.7%，镁：0.3%‑2.2%，杂质≤0.7%，余量为铝。本发明采用添加铋、铜、锰、硅、镁等元素，通过合金化提高了铝基体的强度和减磨性能，充分满足了高压齿轮泵的需求；制备的铝合金的微观组织晶粒度等级指数达7‑8级，抗拉强度可达450‑470Mpa，摩擦系数小于0.02；提高了铝合金材料的力学性能，同时具有良好的加工性能、表面粗糙度低等优点。同时，本发明的铝合金组分中不含重金属，避免了因现有铝合金材料中广泛使用重金属（如铅）而对人体及环境带来的危害，对促进绿色环保生产具有重要的积极意义。

技术领域

本发明涉及铝合金领域，特别是一种高强减摩铝合金及其制备方法。

背景技术

在液压件行业，齿轮泵是量大面广的产品。齿轮泵中齿轮的定位和端泄的密封通常是采用铝合金轴承套、铜合金或钢-锡青铜烧结复合双金属侧板来保证的，对于齿轮转速超过2000转/分、压力超过20Mpa的高压齿轮油泵，现有技术存在以下问题：

因为如采用铜合金或钢-锡青铜烧结复合双金属，不仅重量较大，而且需要消耗大量的铜材，生产成本过高。所以目前大部分齿轮泵材料均由铝合金制成，而在高压、高转速的工况条件下，工作温度较高，由于铁、铜、铝的膨胀系数各不相同，易造成配合精度的下降，导致齿轮泵的整体效率降低。

现有的铝合金材料，通常采用Si作为强化元素，但强度性能不高，比如目前轴瓦常用的SAE788铝合金，其主要元素为：Sn:6%-8.8%、Pb:1.5%-2.5%、Si：2.25%-2.75%。其抗拉强度（6b）仅为138-159Mpa,不能满足高压齿轮泵的强度和摩擦性能的要求，同时其中还存在重金属铅，不符合目前环保生产的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强减摩铝合金及其制备方法，通过合金化提高铝基体的强度和减磨性能，满足高压齿轮泵的需求，并且不含重金属元素，环保性能优异。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强减摩铝合金，按重量百分比，各组分为：铋：1.0%-9.0%、铜：2.0%-8.0%、锰：0.3%-1.7%，硅：0.2%-1.7%，镁：0.3%-2.2%，杂质≤0.7%，余量为铝。

一种高强减摩铝合金的制备方法，按以下步骤进行：

1）配料：按所述各组分重量百分比配备原料；

2）熔炼：开启熔炉，待熔炉温度升至720℃时，加入铝锭，待铝锭熔化后持续加热使铝液温度同样达到720℃；

3）首次微量元素的添加：将原料中的铋、铜、硅分次按序加入到步骤2）所形成的铝液中，静置20分钟后，再搅拌铝液5分钟；

4）二次微量元素的添加：将镁和锰分次压入步骤3）所形成的铝液中，静置10分钟后，再搅拌铝液5分钟，形成合金液；

5）除气扒渣处理：采用浮游法对合金液进行除气处理，并于除气结束后进行静置、扒渣；

6）测氢处理：对除气后的合金液进行测氢检验；

7）浇铸：将测氢检验合格后的合金液浇注到金属模具中，待合金液凝固，得到浇铸毛坯；

8）热处理:对浇铸毛坯进行固溶时效处理，得到高强减摩铝合金产品。