[发明专利]高强度黄铜合金及合金产品

说明书

本发明涉及包含58–66重量％Cu；1.6–7重量％Mn；0.2–6重量％Ni；0.2‑5.1重量％Al；0.1–3重量％Si；≤1.5重量％Fe；≤0.5重量％Sn；≤0.5重量％Pb；以及剩余的Zn连同无法避免的杂质的高强度黄铜合金。本发明还描述的是具有此类合金组成的高强度黄铜产品，以及用于制造由高强度黄铜合金制成的此类产品的方法。

本申请是申请日为2015年5月13日，申请号为201580025319.2，发明名称为“高强度黄铜合金及合金产品”的在先申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及高强度黄铜合金和由高强度黄铜合金制成的产品，所述产品遭受摩擦负载。

背景技术

对于润滑环境中的通常摩擦应用，一般需要所使用的合金的低摩擦系数，并且另外，摩擦系数应在预定限度内适合于特定应用，特别是摩擦配偶体、所使用的润滑剂和摩擦条件，例如接触压力和相对速度。这特别对于活塞套筒是真实的，所述活塞套筒通过高静态和动态负载起作用。另外，如对于例如涡轮增压器的轴向轴承存在的具有摩擦配偶体的高相对速度的应用需要这样的合金，所述合金除减少生热之外还确保来自摩擦表面的良好散热。

摩擦功率和油接触导致具有在轴承表面上累积的润滑剂组分的摩擦层。润滑剂组分及其分解产物的一致的高沉积速率是必要的，以便获得在滑动层上足够稳定的吸附层。

合适的轴承材料另外的特征在于大范围的油耐受，使得摩擦层的结构在很大程度上对某些油添加剂的选择不敏感。进一步的目的是提供具有良好紧急运行特性的用于摩擦应用的合金，使得可确保在干摩擦条件下足够的使用寿命。

对于处于摩擦负载下的部件，还重要的是所使用的合金具有足够的强度。相应地，应存在高0.2％屈服强度，以便使在负载下发生的塑性变形降到最低。另外，必须提供特别硬的高拉伸强度合金，以便增加合金对研磨和粘附应力的抵抗力。同时，必须存在足够的韧度作为针对撞击应力的保护。在这点上，必须减少微缺陷数目且延迟所得到的缺陷生长。这伴随提供具有优选高断裂韧度的合金的要求，所述合金在很大程度上不含内部应力。

在许多情况下，关于在摩擦负载下的零件的合适合金是特种黄铜，除作为主要组分的铜和锌之外，所述特种黄铜与元素镍、铁、锰、铝、硅、钛或铬中的至少一种形成合金。硅黄铜特别符合上述要求；CuZn31Si1代表用于摩擦应用例如活塞套筒的标准合金。此外，已知使用锡青铜用于摩擦应用或用于采矿，所述锡青铜除锡和铜之外还另外含有镍、锌、铁和锰。

作为铜-锌合金的例子参考CH 223 580 A，所述铜-锌合金适合于处于来自滑动的应力下的机器零件，例如轴承、涡轮、齿轮、滑动承座等等。所引用的文件公开了50–70重量％的铜含量，与2–8重量％铝、0.05–3％硅和0.5–10重量％锰、以及剩余部分的锌形成合金。另外，合金可含有最多达10重量％铅以及0.1–5重量％包含铁、镍和钴的一种或多种元素。此外，高强度黄铜合金由EP 0 407 596 B1已知，除铜、锌、锰、铝和硅之外，所述高强度黄铜合金还含有铁、镍和钴作为任选的合金组分。另外，提供了0.03–1重量％的氧含量。此外，DE 15 58 467 A公开了另一种高强度黄铜合金，其提供用于处于来自滑动和摩擦的应力下的物体。除可高达45重量％的铜和锌含量之外，存在锰、硅和碲的合金添加剂。另外，Fe、Ni、Al和Be代表进一步的任选合金组分。此外，DE 15 58 817 B2和DE 101 59 949 01描述了具有大范围组成的铜合金，所述铜合金形成磨损减少的轴承材料。

为了实现由高强度黄铜合金制造的产品的某些特性，使用含有不同合金元素的合金。因此，对于这类组分，必须使此类不同产品保持库存，并且特别是还能够与这些各种合金一起工作。

发明内容