黄铜合金以及同步环制造技术

一种耐磨损的黄铜合金以及由此制得的同步环（１０）。所述的黄铜合金包含５５－６８重量％的铜、０－６重量％的铝、２－１４重量％的锰、０．５－３重量％的磷、０－１重量％的铅、不可避免的杂质以及其余的锌。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】黄铜合金以及同步环本专利技术涉及 一 种耐磨损的黄铜合金以及由此制得的同步环。 在汽车工业中，对于离合器、制动器或变速器经常使用由金属制 成的摩擦副。在机械变速器中，特别使用金属同步环，所迷同步环在 换档时能使变速器轴与变速齿轮的不同速度达到同步。特别在高机动 化运输工具的变速器内，同步环由于承受高摩擦而遭受高磨损。对于 其中需用较高换档力的自动档变速器同样如此。优选同步环由黄铜合 金制成。用于同步环的耐磨损的黄铜合金公开于例如DE 3735783 Cl中。本专利技术的任务在于提供一种特别适于同步环的耐磨损的黄铜合 金。另外本专利技术的任务也在于提供耐磨损的同步环。根据本专利技术，所述的前一任务可以通过一种含有55-68重量％的 铜、0-6重量％的铝、2-14重量％的锰、0. 5-3重量％的磷、0-1重量 %的铅、不可避免的杂质以及余量的锌的黄铜合金得以解决。广泛的试验表明，具有所述锰和磷比例的黄铜合金具有高耐磨损 性并且由于其熔体粘度适于浇铸过程也可工业规模制备。具有上述成 分比例的黄铜合金的硬度值在168至229HB之间的范围内变动(根据 DIN EN ISO 6506测得)。凭借所达到的硬度值和耐磨损性，所述的黄铜合金适于作为同步 环并也能耐受住变速器中的较高负荷。现有技术中用作同步环的可相 类比的黄铜合金在相似硬度值情况下具有4 0 0至6 0 Okm/ g的耐磨损性。进一步令人惊奇地表明，在由于升高的负荷而在变速器中通常要 使用高添加剂量的(hochadditivierten)齿轮油的情况下所述的黄铜 合金也具有高耐磨损性。在齿轮油中所含的添加剂可以同样对用于同 步环的黄铜合金的耐磨性起作用。同步环可以由所述的黄铜合金以已知的方式通过浇铸、挤压和锻造以及任选的后退火而制得。为了改善可切削性含有或掺混直至1重量％的铅可以无千扰影 响。就此而言，可以采用回收再利用的黄铜用于制备所述黄铜合金。 其通常含有一定比例的铅。对于黄铜合金的浇铸而言，形成粘稠的熔体是不利的。同样也要 避免增多的熔渣形成，因为它们不得不耗费地加以去除。也已表明， 若黄铜合金中添加铝或者事先含有少量比例的磷，则可减小熔体的粘 稠度和减少熔渣形成。其中，较高比例的磷可通过较高含量的铝来平衡。对于良好可浇铸性的同时具有高耐磨损性，黄铜合金优选包含3-6 重量％的铝、8-14重量％的锰和1. 5-3重量％的磷。鉴于耐磨损性和鉴于工业制备的另一有益的方案中，黄铜合金优 选含有59-64重量％的铜、3-4重量％的铝、9-11重量％的锰和 1. 9-2. 5重量％的磷。还已表明，对于黄铜合金的耐磨损性和硬度有益的是，组织中铜 -锌混合物的P -相的比例在40至50%之间。在P-相中，符合氯化铯结构的铜原子和锌原子分布于体心立方的晶格的晶格位置上。鉴于所希望的性质经证实进一步作为有益方案的是，若在黄铜合 金的横截面内，組织中金属间相的面积比为11 %至17%。其中，金属 间相，例如磷化锰嵌入铜锌合金的基体中。特别的，若金属间相在组织中主要具有拉伸的伸长形状时，黄铜 合金表现出有利的耐磨损性。根据本专利技术，所述的有关同步环的第二项任务可以通过由下述黄 铜合金构成的同步环得以解决，即所述黄铜合金含有55-68重量％的 铜、0-6重量％的铝、2-14重量％的锰、0. 5-3重量％的磷、0-1重量 %的铅、不可避免的杂质以及余量的锌。同步环——如上所述——由 黄铜合金通过浇铸、挤压和锻造以及任选的后退火而制得。通过以下的实例以及通过附图来更详尽地阐述本专利技术的实施例。 附图为图l:各种齿轮油中示例的黄铜合金的耐磨损性图表。图2:用于机械变速器的同步环。作为所述黄铜合金的实施例，总共制得四个不同组成的测试合金。为得到现实的测试结果，在此模拟同步环的制造。其中，首先将 所需比例的各合金组分熔融并在砂型(Sand)中于1020至1060。C的 温度下将所产生的熔体浇铸成直径为35mm。接着将铸块拉长到直径为 24mm。在再一个步骤中，于700至750'C的温度下通过将所拉长的铸 块由24mm的直径热变形为直径12mm来模拟挤压过程。另外，于约750 'C温度下通过将由前处理的铸块制成的2cm高的圆柱体顶镦锻成lcm 而模拟同步环的锻造过程。最后，将经镦锻的圆柱体在275'C的温度 下退火5小时。四种这样制得的测试合金的组成示于下表1中。其中，各合金组 分的比例均以重量％描述。<table>table see original document page 5</column></row><table>由所计算得的硬度值可以看出，所述的黄铜合金适合用作变速器 中的高负荷下的同步环。硬度值符合可相类比的已用于同步环的黄铜 合金的硬度值。实施例1:在第一个试验中检测同时使用两种齿轮油时测试合金的耐磨损 性。作为齿轮油，采用API GL4分级的SAE75粘度等级的合成油(油 1 )和API GL4分级的SAE75W85粘度等级的合成油(油2 ),在根椐 API (美国石油学会)分级的齿轮油中，针对所述应用领域是用GL级 别描述的。GL4和GL5级的齿轮油通用于例如载重汽车。标号SAExx -Wyy则表征齿轮油的粘度等级。测试合金的耐磨性分别以km/g表示在Reichert -磨损测试4义上 测定，条件是滑动速率为1.6m/s和负荷为52N/mm2并且在经过总共 2500m的运动路程之后。其中，将由各个测试合金制成的直径为2. 7mm 的黄铜棒在所述负荷下挤压于环绕的钢环上。将各齿轮油涂覆于钢环 上。测量均在90'C的油温下进行。作为对比合金，采用可参考DE3735783C1中的已知的耐磨损黄铜 合金，其组成为55重量％的铜、6. 8重量％的镍、3. 7重量％的铝、 2. 3重量％的硅、0. 8重量％的铁、余量的锌以及不可避免的杂质。对 比合金的耐磨损性如测试合金以同样方式计算。在表3中示出了以对 比合金耐磨损性的％表示的各个测试合金的耐磨损性计算值。表3<table>table see original document page 6</column></row><table>令人惊奇的结果是，在采用齿轮油的测量下，相比于已知对比合金的耐磨损性，测试合金具有明显提高的耐磨损性。所述的黄铜合金 的所述特征保证了这一有益的性质。实施例2:在另一个试验中，如实施例1中所述对于其他齿轮油试验测试合金3的耐磨损性。同样，在采用这些齿轮油的情况下，对于实施例1 中所提及的对比合金计算耐磨损性。所述齿轮油具有以下特征油3:SAE75W-80，矿物的；API GL4 油4:SAE80W-90，矿物的；API GL3 油5:SAE75W，合成的；API GL4 油6:SAE75W，部分合成的；API GL4 油7:ATF或自动机械油(Automatikiil )附图说明图1中所示为分别针对各个不同的油，以相对于在每种情况下经 计算的对比合金的耐磨损性的％计算的测试合金3的耐磨损性。其中， 耐磨损性百分比沿着Y轴分布。不同的油沿着X轴排列。相对于对比 合金所计算得的耐磨性以100%横线来表示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
黄铜合金，其包含５５－６８重量％的铜、０－６重量％的铝、２－１４重量％的锰、０．５－３重量％的磷、０－１重量％的铅、不可避免的杂质以及余量的锌。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M霍德里德，N加戈，
申请(专利权)人：迪尔金属合作两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]