[发明专利]一种高速滑动不粘连磨损的铝基耐磨合金及其制备方法

说明书

一种高速滑动不粘连磨损的铝基耐磨合金，合金为铝基合金，含有铝、铜、镁、锰、钛、硼、镍、硅、锌、稀土、锶、锡和其他不可避免的杂质元素，具有良好的切削性能和优异的机械性能，生产成本低，可在高速高压的状态下，替代锡青铜和锌基合金，大幅度降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种铝基合金，具体涉及一种高速滑动不粘连磨损的铝基耐磨合金。

背景技术

因为具有耐磨性好的特点，锡青铜和锌基合金一直被广泛研究，由于高速高压性能较差，其应用范围受到了很大限制。

目前，国内机械制造企业选用锡青铜和锌基合金作为减磨配件，其中ZCuSn6Zn6Pb3、ZCuSn10Pb1、ZCuSn10Pb5、ZA27，ZA30应用比较广泛。但实际上，在高速高压的状态下，铜合金和锌基合金都存在粘连磨损状态，提高了摩擦温度，加剧了摩擦件的损坏。

出现以上问题的主要原因在于：第一、现有锌基合金成分，决定了其性能的局限。第二、在高压高速状态下，锡青铜和锌基合金的摩擦面温度升高，粘连加剧，耐磨性急剧变差，难以达到零部件使用要求。依照这种传统方法所得锡青铜和锌基合金制成的轴套和滑块，磨损加快，也会出现抱轴卡死的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有优异切削加工性能和机械性能稳定的一种高速滑动不粘连磨损的铝基耐磨合金。

本发明的技术方案如下：

一种高速滑动不粘连磨损的铝基耐磨合金，其特征在于其合金重量百分比组成为：AL45～55%、Cu2～4%、Mg0.02～0.06%、Mn0.5~1%、Ti0.1～0.5%、B0.03～0.1%、Ni0.5～1%，Si3～6.5%、Re0.1～0.3%、Sr0.04～0.1%、Sn3～10%余量为Zn，其他杂质总和≤0.2%。

其合金重量百分比组成可以优选为AL45%、Cu3.7%、Mg0.02%、Mn0.54%、Ni0.5%、Si4%、Ti0.25%、B0.05%、Re0.2%、Sr0.08%、Sn3%，余量为Zn及杂质。

其合金重量百分比组成可以优选为：AL50%、Cu3.8%、Mg0.027%、Mn0.57%、Ni0.53%、Si4.2%、Ti0.25%、B0.05%、Re0.2%、Sr0.09%、Sn5%，余量为Zn及杂质。

其合金重量百分比组成可以优选为：AL55%、Cu4%、Mg0.025%、Mn0.55%、Ni0.53%、Si4.5%、Ti0.25%、B0.05%、Re0.2%、Sr0.1%、Sn10%，余量为Zn及杂质。

所述的高速滑动不粘连磨损的铝基耐磨合金的铸件制备方法，按照以下步骤制备而成：电阻炉内加热铝锭、锌锭、铜、硅、锰和镍，等合金熔化后除气，压入镁块，钛硼变质后加入稀土，二次除气打渣后，加入锡，搅拌均匀后，静置5分钟撇渣，铝基合金600℃低温状态下浇铸铸件。

所述浇铸铸件的方法是：铝基合金在600℃低温状态下金属型浇铸，模具温度控制在180℃。

本发明的积极效果在于：

一、本发明在合金中添加Ti，B 和Re，具有复合细化金属晶粒的比较显著的效果，从而提高了合金的综合力学性能。其中Ti和B能够细化合金晶粒，提高力学性能；Re能够球化晶粒，提高合金耐磨性能。Sr能够避免偏析作用，使合金材料更均匀，细化金属元素Si，抑制Si晶粒增长。Mn和Re可大幅度提高铝基合金的高温强度，提高幅度为46%左右。

本发明中，Si以微小颗粒状态镶嵌在基体内，能够达到耐磨的作用。Cu 有助于合金的总体加工性能，有助于提高合金热加工时的塑性，增强热处理强化效果，降低合金的各向异性。Mg有助于微细弥散相的形成和阻止热加工及热处理过程中再结晶的发生。Zn的加入能够提高材料的耐磨性能和自润滑效果。Mn和Ni的组合添加，能够提高合金高温强度。