一种铝基轴承合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种铝基轴承合金及其制备方法。所述铝基轴承合金的制备原料为铝基合金粉末，所述合金粉末中包括Sn 12％～20％、Si 2.0％～5.0％和/或Mg 1.0％～2.0％。与常规铝锡合金相比，本发明专利技术制备的合金致密度、合金的硬度、抗压强度均得到明显的提高。而且所发明专利技术的制备工艺，步骤简单，成本较低，Sn损耗少。Sn损耗少。

【技术实现步骤摘要】
一种铝基轴承合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及粉末冶金
，具体涉及一种铝基轴承合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]Al
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Sn合金具有成本低，质轻，耐腐蚀，耐摩擦等优点，是一种优秀的轴承合金，其中性能更加优良的中锡铝锡合金具备更好的应用前景。但由于Al
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Sn之间密度与熔点差异较大且不固溶，所以使用熔铸法制备过程中会出现成分偏析导致成品合金成分不均匀且不致密，影响产品性能。而粉末冶金法由于在制造过程中不存在液液共存现象，可以消除成分偏析的影响，改善Al
‑
Sn合金的性能。并且粉末冶金法的工艺简便，周期较短适合用于铝锡合金的制备推广。
[0003]但采用粉末冶金法制备Al
‑
Sn合金时一直存在烧结困难的问题，主要是由于Al易氧化的特点使得Al粉表面存在一层致密氧化膜，导致烧结不致密影响产品性能。因此，如何优化铝锡合金配方得到一种性能优良的铝基轴承合金是现有技术中亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种性能优良的铝锡合金，使其通过粉末法烧结制备后具有良好的耐磨性能和较高的致密度。
[0005]本专利技术所述的合金为铝基合金粉末，所述合金粉末中包括Sn12％～20％、Si 2.0％～5.0％和/或Mg 1.0％～2.0％。
[0006]研究发现针对于铝
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锡合金，Si和Mg是一种有效的烧结活剂，添加Si或Mg中的一种或两种可以改善Al基合金的烧结活性，从而强化颗粒之间的结合，提高合金的承载能力及疲劳强度，但是Si添加也会导致合金硬脆相增多从而造成耐磨性能的下降，因此调整Si的用量在上述范围内，Mg对破坏Al表面的氧化膜有显著作用，从而增加合金的致密度改善合金的强度及塑性，但是Mg添加也会与合金中Sn相反应生成Mg2Sn，从而使Sn相从原为析出留下空洞影响致密度。所以调整Mg的添加占比在上述范围内。
[0007]优选的，所述合金粉末中包括Sn 12％，Si 4％～5％，Mg1.0％～2.0％，其余为Al与不可避免杂质。
[0008]优选的，所述合金粉末中包括Sn 12％，Si 4％，Mg 1％，其余为Al与不可避免杂质。
[0009]优选的，所述合金粉末的粒径为65～75um。
[0010]本专利技术还提供本专利技术所述合金的制备方法，包括如下步骤：
[0011]1)将Al、Sn、Si、Mg粉末均匀混合，在300Mpa～350Mpa压力下压制成型；
[0012]2)将压制好的材料放入管式炉内，通入N2作为保护气氛，以5℃/min～10℃/min的升温速率加热至200℃～250℃保温0.8～1.2h，速率不变继续升温到550℃～600℃保温0.8～1.2h自然冷却到室温，得到该Al
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Sn轴承合金。
[0013]进一步优选的，所述步骤2)以5～6℃/min的升温速率加热至240～250℃保温1h，
速率不变继续升温到580～600℃保温1h自然冷却到室温。
[0014]本专利技术具有如下有益效果：
[0015]本专利技术通过将Si、Mg元素添加到Al
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Sn合金中，利用Mg元素对氧化膜的破除作用改善Al粉的烧结活性，Si元素的添加可以增强粉末颗粒间的结合强度，提高合金强度，从而获得具备优秀耐磨性能的轴承合金。与常规铝锡合金相比，本专利技术制备的合金致密度得到明显提高达到95％～96.2％，合金的硬度、抗压强度分别达到：40hv～46hv、190MPa～203MPa。采用所专利技术的制备工艺，步骤简单，成本较低，并且Mg、Si的添加使Al、Sn之间润湿性提升，在烧结过程中Sn能够更好的与Al接触从而使Sn的析出减少，降低合金制备过程中Sn的损耗，合金致密度与力学性能较高。
具体实施方式
[0016]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0017]实施例1
[0018]本专利技术实施例材料的组成重量配比(wt％)为：12％Sn、4％Si、1％Mg,其余为Al，合金粉末粒径为70um左右。
[0019]本专利技术所述的合金采取以下工艺步骤制备：
[0020](1)制备生坯：按照重量配比为12％Sn、4％Si、1％Mg、83％Al的粉末为原料，放入混料机混合15min，获得均匀的混合粉末。采用单轴向压制，在350Mpa压力下压制成25mm
×
20mm的圆柱体。
[0021](2)粉末烧结：将生坯放入管式炉内，通入1L/min的N2作为保护气氛，以5℃/min的升温速率加热至250℃保温1h，速率不变继续升温到600℃保温1h自然冷却到室温，得到该Al
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Sn轴承合金。其致密度与性能如表1所示。
[0022]实施例2
[0023]本专利技术实施例材料的组成重量配比(wt％)为：12％Sn、5％Si、1％Mg,其余为Al。合金粉末粒径为70um左右。
[0024]本专利技术所述的合金采取以下工艺步骤制备：
[0025](1)制备生坯：按照重量配比为12％Sn、5％Si、1％Mg、82％Al的粉末为原料，放入混料机混合15min，获得均匀的混合粉末。采用单轴向压制，在350Mpa压力下压制成25mm
×
20mm的圆柱体。
[0026](2)粉末烧结：将生坯放入管式炉内，通入1L/min的N2作为保护气氛，以5℃/min的升温速率加热至250℃保温1h，速率不变继续升温到600℃保温1h自然冷却到室温，得到该Al
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Sn轴承合金。其致密度与性能如表1所示。
[0027]实施例3
[0028]本专利技术实施例材料的组成重量配比(wt％)为：12％Sn、4％Si、2％Mg,其余为Al。合金粉末粒径为70um左右。
[0029]本专利技术所述的合金采取以下工艺步骤制备：
[0030](1)制备生坯：按照重量配比为12％Sn、4％Si、2％Mg、82％Al的粉末为原料，放入混料机混合15min，获得均匀的混合粉末。采用单轴向压制，在350Mpa压力下压制成25mm
×
20mm的圆柱体。
[0031](2)粉末烧结：将生坯放入管式炉内，通入1L/min的N2作为保护气氛，以5℃/min的升温速率加热至250℃保温1h，速率不变继续升温到600℃保温1h自然冷却到室温，得到该Al
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Sn轴承合金。其致密度与性能如表1所示。
[0032]实施例4
[0033]按照上述实施例1的合金成分，采取以下工艺步骤制的：
[0034](1)按照实施例1步骤1制备生坯；
[0035](2)粉末烧结：将生坯放入管式炉内，通入1L/min的N2作为保护气氛，以10℃/min的升温速率加热至200℃保温1h，速率不变继续升温到600℃保温1h自然冷却到室温，得到该Al
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝基轴承合金，其特征在于，所述合金为铝基合金粉末，所述合金粉末中包括Sn 12％～20％、Si 2.0％～5.0％和/或Mg 1.0％～2.0％。2.根据权利要求1所述的合金，其特征在于，所述合金粉末中包括Sn 12％，Si 4％～5％，Mg 1.0％～2.0％，其余为Al与不可避免杂质。3.根据权利要求1所述的合金，其特征在于，所述合金粉末中包括Sn 12％，Si 4％，Mg 1％，其余为Al与不可避免杂质。4.根据权利要求1所述的合金，其特征在于，所述合金粉末的粒径为65～75um。5.权利要求1～4任一项所述合金的制备方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建参，齐智瑞，韦银河，陈然，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：