一种无油轴承用挤压铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无油轴承用挤压铝合金及其制备方法，属于铝合金材料领域，该无油轴承用挤压铝合金按重量百分比计算由以下元素成分组成：Sn：2％～3％，Cu：4％～5％，Fe：0.1％～0.3％，Si：0.05％～0.1％，Zn：0.01％～0.04％。本发明专利技术中，在铝锡轴承合金的基础上添加铜，铜元素将会溶解到固溶体内而强化基体，在保持合金良好的耐磨性、抗疲劳强度、抗咬合性和嵌藏性的情况下，增强了合金的表面强度和硬度，使轴承能在高速、高载和高温条件下使用，此外，本发明专利技术合金在铝锡轴承合金的基础上大大降低了锡的含量，大大降低了生产制造成本，大大提高了合金的塑性，同时合金的屈服强度和抗拉强度下降幅度很小，同时合金达到峰值硬度的时间相较于单级时效大幅缩短，起到节省能源的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种无油轴承用挤压铝合金及其制备方法
本专利技术属于铝合金材料领域，尤其涉及一种无油轴承用挤压铝合金及其制备方法。
技术介绍
铝合金具有比重小、比强度和比刚度高、切削加工性能好、导热性好、价格低廉等优点，被广泛应用于航空航天、交通运输、电子、石油化工和机械制造等行业。传统轴承用合金材料为巴氏合金(铅基或锡基)和铜基合金，巴氏合金轴承材料嵌藏性、顺应性及磨合性良好，但在高温下硬度太低，只能在低负荷下使用；铜基轴承合金虽具有较高的疲劳强度和承载能力，但嵌藏性、顺应性及磨合性较差，容易造成轴的损害。随着现代科学技术的发展，以及滑动轴承的工作环境越来越复杂，对滑动轴承能长时间在高温、高负载、强腐蚀等特殊工况下工作的要求越来越高。铝基滑动轴承合金材料作为一种新型的减摩材料，具有质量轻、比强度和抗疲劳强度高、导热性好及耐腐蚀性和耐摩擦磨损性能良好等特点，在汽车工业、航空航天、制造业等具有很大的应用前景。目前普遍使用的铝锡轴承合金材料，含锡量较多，为20％左右，使合金的强度和硬度较低，多适用于中速和中负载发动机轴承。因此，现阶段亟需开发一种能适用于高速高负载的无油轴承用合金材料以及制备方法来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：为了解决目前普遍使用的铝锡轴承合金材料，含锡量较多，为20％左右，使合金的强度和硬度较低，多适用于中速和中负载发动机轴承，很难适配高速高负载轴承的问题，而提出的一种无油轴承用挤压铝合金及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种无油轴承用挤压铝合金及其制备方法，该无油轴承用挤压铝合金按重量百分比计算由以下元素成分组成：Sn：2％～3％，Cu：4％～5％，Fe：0.1％～0.3％，Si：0.05％～0.1％，Zn：0.01％～0.04％。作为上述技术方案的进一步描述：所述一种无油轴承用挤压铝合金，按重量百分比计算由以下元素成分组成：Sn：2.5％，Cu：4.5％，Fe：0.20％，Si：0.08％，Zn：0.03％。作为上述技术方案的进一步描述：所述无油轴承用挤压铝合金元素组成成分还包括Al及不可避免的杂质，且所述无油轴承用挤压铝合金元素组成成分的熔炼温度为740～760℃。一种无油轴承用挤压铝合金的制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1：按各组分重量百分比称取原料，并将原料熔炼成合金液；步骤S2：采用纯度高达99.999％的N2与粉末状精炼剂混合吹入到合金液内部进行除气精炼，扒渣；步骤S3：在熔炉出口处向精炼后的合金液中添加铝钛硼丝进行晶粒细化处理；步骤S4：采用在线除气装置对细化处理后的铝合金液进行在线除气处理，除气后的铝液经过过滤板处理后进行铸造，得到直径为152mm的铸棒；步骤S5：将铸棒投入均质炉中进行均匀化退火处理，空冷至室温；步骤S6：将均匀化退火处理后的铝合金棒挤压成型；步骤S7：将挤压后的成品进行T6热处理，冷却至室温，最终得到所需的铝合金产品。作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S2中所使用的粉末精炼剂为四氟化硅。作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S4中的在线除气装置使用99.999％的Ar进行除气处理，过滤使用50ppi的过滤板。作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S5中的均匀化退火处理温度为470～480℃，保温时间8～12h。作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S6中的铝合金铸棒加热温度为420～450℃，挤压速度为1.5m/min。作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S7中将挤压后铝合金在480～490℃下进行1～1.5h的淬火处理，接着将淬火后的铝合金采用120～130℃、2～4h和180-190℃、6～8h的双级时效处理制度进行时效处理。作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S7所获取的铝合金产品经金相显微镜观察，其晶粒尺寸小于50μm。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中，在铝锡轴承合金的基础上添加铜，铜元素将会溶解到固溶体内而强化基体，在保持合金良好的耐磨性、抗疲劳强度、抗咬合性和嵌藏性的情况下，增强了合金的表面强度和硬度，使轴承能在高速、高载和高温条件下使用，此外，本专利技术合金在铝锡轴承合金的基础上大大降低了锡的含量，大大降低了生产制造成本。2、本专利技术中，在铝锡合金的基础上添加适量的铜，有利于提高合金的强度和硬度，以低价铜替代昂贵的锡，能够在降低合金中锡元素含量的基础上，并在保证锡元素自润滑性的同时，有利于减少合金生产成本，同时有利于合金获得较低的摩擦系数的同时，合金的机械性能不会大幅下降，仍具有较高的强度和硬度。3、本专利技术中，所生产的铝合金采用双级时效制度进行热处理，大大提高了合金的塑性，同时合金的屈服强度和抗拉强度下降幅度很小，同时合金达到峰值硬度的时间相较于单级时效大幅缩短，起到节省能源的效果。4、本专利技术中，所生产的铝锡铜轴承合金，经金相显微镜观察，晶粒尺寸小于50μm，且显微组织分布均匀。具体实施方式对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种技术方案：一种无油轴承用挤压铝合金及其制备方法，该无油轴承用挤压铝合金按重量百分比计算由以下元素成分组成：Sn：2％～3％，Cu：4％～5％，Fe：0.1％～0.3％，Si：0.05％～0.1％，Zn：0.01％～0.04％。具体的，所述一种无油轴承用挤压铝合金，按重量百分比计算由以下元素成分组成：Sn：2.5％，Cu：3.5％，Fe：0.20％，Si：0.08％，Zn：0.03％。具体的，所述无油轴承用挤压铝合金元素组成成分还包括Al及不可避免的杂质，且所述无油轴承用挤压铝合金元素组成成分的熔炼温度为740～760℃。一种无油轴承用挤压铝合金的制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1：按各组分重量百分比称取原料，并将原料熔炼成合金液；步骤S2：采用纯度高达99.999％的N2与粉末状精炼剂混合吹入到合金液内部进行除气精炼，扒渣；步骤S3：在熔炉出口处向精炼后的合金液中添加铝钛硼丝进行晶粒细化处理；步骤S4：采用在线除气装置对细化处理后的铝合金液进行在线除气处理，除气后的铝液经过过滤板处理后进行铸造，得到直径为152mm的铸棒；步骤S5：将铸棒投入均质炉中进行均匀化退火处理，空冷至室温；步骤S6：将均匀化退火处理后的铝合金棒挤压成型；步骤S7：将挤压后的成品进行T6热处理，冷却至室温，最终得到所需的铝合金产品。具体的，所述步骤S2中所使用的粉末精炼剂为四氟化硅。具体的，所述步骤S4中的在线除气装置使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无油轴承用挤压铝合金及其制备方法，其特征在于，该无油轴承用挤压铝合金按重量百分比计算由以下元素成分组成：Sn：2％～3％，Cu：4％～5％，Fe：0.1％～0.3％，Si：0.05％～0.1％，Zn：0.01％～0.04％。/n

【技术特征摘要】
1.一种无油轴承用挤压铝合金及其制备方法，其特征在于，该无油轴承用挤压铝合金按重量百分比计算由以下元素成分组成：Sn：2％～3％，Cu：4％～5％，Fe：0.1％～0.3％，Si：0.05％～0.1％，Zn：0.01％～0.04％。


2.根据权利要求1所述的一种无油轴承用挤压铝合金，其特征在于，按重量百分比计算由以下元素成分组成：Sn：2.5％，Cu：4.5％，Fe：0.20％，Si：0.08％，Zn：0.03％。


3.根据权利要求2所述的一种无油轴承用挤压铝合金，其特征在于，所述无油轴承用挤压铝合金元素组成成分还包括Al及不可避免的杂质，且所述无油轴承用挤压铝合金元素组成成分的熔炼温度为740～760℃。


4.一种无油轴承用挤压铝合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S1：按各组分重量百分比称取原料，并将原料熔炼成合金液；
步骤S2：采用纯度高达99.999％的N2与粉末状精炼剂混合吹入到合金液内部进行除气精炼，扒渣；
步骤S3：在熔炉出口处向精炼后的合金液中添加铝钛硼丝进行晶粒细化处理；
步骤S4：采用在线除气装置对细化处理后的铝合金液进行在线除气处理，除气后的铝液经过过滤板处理后进行铸造，得到直径为152mm的铸棒；
步骤S5：将铸棒投入均质炉中进行均匀化退火处理，空冷至室温；
步骤S6：将均匀化退...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞显锋，甄锦辉，
申请(专利权)人：佛山市深达美特种铝合金有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44