特种黄铜合金和特种黄铜合金产品制造技术

本发明专利技术涉及一种特种黄铜合金，其具有62.5至65重量％的Cu、2.0至2.4重量％的Mn、0.7至0.9重量％的Ni、1.9至2.3重量％的Al、0.35至0.65重量％的Si、0.3至0.6重量％的Fe、单独或共同为0.18至0.4重量％的Sn和Cr、≤0.1重量％的Pb和余量的Zn以及不可避免的杂质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】特种黄铜合金和特种黄铜合金产品本专利技术涉及一种特种黄铜合金以及由这种特种黄铜合金制成的产品。针对在润滑剂环境中通常的摩擦应用而言，一般要求所使用的合金的摩擦系数较低，其中，此外所述摩擦系数还应能够根据相应的应用、尤其是摩擦对、所使用的润滑材料和诸如按压力和相对速度这样的摩擦条件在预定的范围内被调整。这尤其适用于活塞套筒，较高的静载荷和动载荷作用在所述活塞套筒上。此外，摩擦对相对速度较高的应用、例如对于涡轮增压器的轴向轴承存在的情形，还需要这样的合金，所述合金除了保证更小的产热之外还要求保证摩擦面的良好的散热。通过摩擦功率和油接触在轴承面上形成了具有积聚了润滑剂成分的摩擦层。在此要求润滑剂组分及其分解产物的均匀且同时较高的积聚速率，以便在滑动层上获得足够稳定的吸附层。此外，合适的轴承材料还见长于广泛的油品兼容性，从而使润滑层的结构基本上对于特定的油添加剂的选择是不敏感的。另外的目标在于，提供针对摩擦应用具有良好的紧急运行性质的合金，从而能够确保在干摩擦环境条件下足够的使用寿命。对于摩擦加载的构件而言重要的是，所使用的合金具有足够的强度。相应地，应该存在较高的0.2-屈服强度，以便将在载荷下出现的塑性形变保持得尽可能小。此外还要求提供特别硬且抗拉的合金，以便提高所述合金抵抗磨损及粘合负载的阻抗。同时还需要足够的韧性来防止冲击载荷。在此情况下要求的是，降低微观缺陷的数量并且减缓由此引发的缺陷生长。由此带来的要求在于，提供具有尽可能高断裂韧性的合金，所述合金基本上无内应力。适用于摩擦载荷的构件的合金是多样的特种黄铜，所述特种黄铜除了作为主要组分的铜和锌之外还具有以下元素中的至少一种作为合金添加元素：镍、铁、锰、铝、硅、钛或铬。在此，硅黄铜尤其满足以上提及的要求，其中，CuZn31Si1代表一种用于摩擦应用、例如用于活塞套筒的标准合金。此外已知的是，锡青铜除了锡和铜之外还具有镍、锌、铁和锰，锡青铜用于摩擦应用或者甚至还用于采矿业。在文献CH223580A中公开了铜-锌合金的一种示例，其适用于滑动载荷的机器部件、例如轴承、涡轮、齿轮、滑块等。公开了50-70重量％的铜含量连同2-8重量％的铝、0.05-3重量的硅和0.5-10重量％的锰以及余量的锌的合金添加元素。此外，所述合金可以具有最高为10重量％的铅以及0.1-5重量％的下组中一种或多种元素：铁、镍和钴。此外，由文献EP0407596B1还已知一种特种黄铜合金，所述特种黄铜合金除了铜、锌、锰、铝和硅之外还具有作为可选的合金组分的铁、镍和钴。此外还规定了0.03-1重量％的氧。此外，文献DE1558467A还公开了另一种特种黄铜合金，所述特种黄铜合金设计用于滑动和摩擦载荷的对象。除了需达到不高于45％的铜和锌组分之外，还存在锰和硅以及碲的合金添加元素。此外，Fe、Ni、Al和Be是其他可选的合金组分。此外，文献DE1558817B2和DE59949C1还披露了具有广泛的组成的铜合金，所述铜合金构成磨损减轻的轴承材料。为了满足由特种黄铜合金制成的产品的特定性质，使用具有不同合金元素的多种合金。由此为了该类型的构件，需要囤积相应不同的产品，并且首要还掌控对多种不同合金的处理。JP2001355029A公开了一种同步环和由此公开了一种设计用于随时间改变的摩擦载荷的构件。该构件通过以下步骤制成：铸造坯件、热挤压成型管件、切割成环件、热锻造和随后的机器加工。同步环由特种黄铜合金制成，所述特种黄铜合金包含62.46％的Cu、30.8％的Cn以及0.053％的Cr、余量的Zn。Weberetal.:"NeuerPb-freierKupferwerkstofffürGleitlageranwendungeninVerbrennungsmotorenundGetrieben",Metall:FachzeitschriftfürMetallurgie；Technik,Wissenschaft,Wirtschaft,GDMB-Verlag，63卷,第11号,第564-567页(2009年11月1日)公开了一种由具有以下组成的特种黄铜合金制成的滑动轴承:58％Cu、0.5％Pb、1％Si、2％Mn、0.5％Ni、0.5％Fe、2％Al、余量的Zn。由文献EP3269835B1已知另一种特种黄铜合金，其特征在于高强度、在摩擦载荷下更好的耐磨损性以及在润滑不足时良好的紧急运行性质(或者说自润滑性能)。这种特种黄铜合金是带有60-62重量％的Cu、2.1-2.5重量％的Mn、0.2-0.6重量％的Ni、2.9-3.1重量％的Al、0.35-0.65重量％的Si、<0.1重量％的Fe、<0.1重量％的Sn、<0.1重量％的Pb、余量的Zn以及不可避免的杂质的合金。由这种特种黄铜合金制成的产品的特征在于在组织中较长的金属间相，所述金属间相为所述合金产品赋予较高的机械耐磨损性。所述金属间相在挤压加工中易于实现良好的纵向定向趋势。在此，金属间相的、主要是硅化锰的纵长构造所具有的功能是保护基体免受磨损负载。β相或以β相为主的基体的所形成的颗粒尺寸在100至300μm之间。由此通过该合金制成的产品具有相对粗的颗粒，然而这在由所述合金制成的半成品的切削加工时可能是有利于断碎的。即使这种已知的合金具有有利的性质，但所形成的相对较粗的颗粒有时也被视作是不利的，因为在冷成型时会出现晶界裂纹。即使由该合金制成的半成品能够以机械方式良好加工，也仍期望在机械、尤其切削加工后所保留的表面粗糙度更低，以便当特种黄铜合金产品应仅具有较低表面粗糙度时，免去因事后抛光或类似表面处理造成的处理额外费用。此外还发现所述特种黄铜合金产品或半成品受到相对较强的热弛豫。这导致的结果在于，在某些情况下应遵守的工艺窗口可能为了热松弛而必须保持得极窄。此外，在使用承受较高温度和尤其较高温度波动的产品时所述合金的热弛豫过程还可能导致强度降低。因此，基于以上讨论的现有技术，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种特种黄铜合金以及由所述合金制成的特种黄铜合金产品，其在类型上类似于由文献EP3269835B1已知的合金，然而在颗粒尺寸以及热弛豫特性方面得到改善。根据本专利技术，所述技术问题通过一种特种黄铜合金解决，其具有62.5至65重量％的Cu，2.0至2.4重量％的Mn，0.7至0.9重量％的Ni，1.9至2.3重量％的Al，0.35至0.65重量％的Si，0.3至0.6重量％的Fe，单独地或总体上0.18至0.4重量％的Sn和Cr，<0.1重量％的Pb，和余量Zn以及不可避免的杂质。所述特种黄铜合金的特征在于非常均匀且细颗粒的组织结构，所述组织结构在最初成型的半成品——铸造预成型件或挤压成型预成型件——中已经形成。平均颗粒尺寸为40至150μm。合金的铸造实现更细的颗粒尺寸。此外的特点在于，所述特种黄铜合金在半成品中已经具有α-β组织，其中，α相网格状或条带状地嵌入β相中或穿过所述β相。通过该方式，α相的颗粒与β基体的晶粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特种黄铜合金，其具有/n62.5至65重量％的Cu，/n2.0至2.4重量％的Mn，/n0.7至0.9重量％的Ni，/n1.9至2.3重量％的Al，/n0.35至0.65重量％的Si，/n0.3至0.6重量％的Fe，/n单独地或总体上0.18至0.4重量％的Sn和Cr，/n<0.1重量％的Pb，/n和余量Zn以及不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种特种黄铜合金，其具有
62.5至65重量％的Cu，
2.0至2.4重量％的Mn，
0.7至0.9重量％的Ni，
1.9至2.3重量％的Al，
0.35至0.65重量％的Si，
0.3至0.6重量％的Fe，
单独地或总体上0.18至0.4重量％的Sn和Cr，
<0.1重量％的Pb，
和余量Zn以及不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的特种黄铜合金，其特征在于，所述特种黄铜合金包含63至64重量％的Cu。


3.根据权利要求1或2所述的特种黄铜合金，其特征在于，所述特种黄铜合金包含2.1至2.2重量％的Mn。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的特种黄铜合金，其特征在于，所述特种黄铜合金包含2.0至2.2重量％的Al。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的特种黄铜合金，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：B里茨，H古默特，T普莱特，
申请(专利权)人：奥托福克斯两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE