一种高铝锌基轴承合金及其制备方法技术

一种高铝锌基轴承合金，其包含有下述成分：Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｒｅ。所述高铝锌基轴承合金的制备方法：首先按照下述的质量配比关系制作合金基体：Ａｌ：２８～３３％，Ｃｕ：２．０～３．０％，Ｍｇ：０．０１０～０．０５，Ｔｉ：０．１５～０．３，Ｒｅ：０．１０～０．３０，Ｚｎ：余量；然后向合金基体中加入氟硼酸钾或／和氟钛酸钾以便细化晶粒。本发明专利技术所述高铝锌基轴承合金具有的减振、噪音低、自润滑、良好的减摩特性，使塔机运行平稳，提高了使用寿命；其机械、物理综合性能符合变幅机构需要，性能稳定，质量可靠；其可降低成本至少４０％。本发明专利技术具有可预见的巨大的经济价值和社会价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料科学，特别提供了。
技术介绍
在机械行业中，滑动轴承合金铸件(轴瓦、轴套、蜗轮、螺母、滑轨、滑块等)占有很大比重，目前我国的滑动轴承合金主要沿用传统的铜基合金和巴氏合金，这两类合金中稀贵金属所占的比重极大，铜是我国的稀缺金属，每年50%的铜需要进口，尤其随着电子、电讯工业的迅猛发展，和全球性铜资源枯竭，铜的短缺将更为严重，因此，寻求具有良好的减摩性能(满足使用要求的PV值)，足够的机械强度，良好的导热性，价格便宜的新型滑动轴承合金是各机械行业工程技术人员的普遍愿望，近二十年，引进的标准的锌基ZA8-1、ZAll-5、 ZA27-2新型轴承合金，在各机械行业中代替青铜、黄铜、巴氏合金制造轴瓦、轴套、蜗轮、丝母、螺母、导轨、滑块等减摩铸件，由于其摩擦系数较锡青铜低(比6-6-3低44%比10-1低37. 5 % )，热导率比锡青铜高(比6-6-3高10 % 、比9-4高70 % 、比10-1高100 % )，而得到各机械行业的普遍欢迎和广泛应用。 重力铸造锌合金优越的机械性能和优良的铸造工艺性能、机械加工性能令人瞩目，被誉为魔术合金。而其较低的原材料成本和熔化节能高达58%更增强了它的竞争力。熔炼工艺简单，无污染也是它的巨大优点。 因此，重力铸造锌合金受到了国际上广大厂商和使用者的欢迎，尽管锌合金问世历史不长，然而其研制工作的进展、推广应用迅速，令人瞩目。目前，美国、加拿大、德国、英国、澳大利亚、日本、俄罗斯等几乎所有发达国家都已经成功应用，而开始研究和推广的国际则更多。 重力铸造锌合金取代青铜、黄铜广泛应用于矿山、石油、水泥、水泵、冶金机床、锻压、压縮机、建筑、减速机、输变电、阀门、运输、建材、造纸、橡胶、包装、粮食、起重、纺织、液压、船舶等机械行业制作瓦、套、蜗轮、螺母、丝母、滑轨、滑块、导轨板等易损部件。 现有技术中，重力铸造领域使用的锌基合金开始于二次世界大战时期的德国，当时德国因为同资源紧缺，急需找到青铜的替代材料，因此在1939 1943年期间，德国锌基合金的用量从7800吨猛增到47000吨。自此，其它国家也开始了对这类合金的应用和发展。 表1ZA8、 ZA12、 ZA27合金性能列表<table>table see original document page 3</column></row><table> 1959 1962年，国际铝锌组织ITZR0发起了 一项锌基合金研究计划，研制出了ILZR012的铸造锌合金。70年代中期，加拿大Norand Mines Limied研究中心随该合金进行了成分调整，并与美国的Zastem公司合作，相继研制出了 ZA8、ZA12、ZA27合金，其中，ZA27综合性能最好，其强度可达400Mpa，延伸率为3-6+X，硬度HBs110。至此，高铝锌基合金构成了铸造锌合金系列。 美国Zastem公司的技术顾问Bess在介绍锌基合金的文章中指出研制锌基合金的目的，不仅仅是要在传统有色合金能够胜任的场合替代它们，更重要的是使之应用于传统有色合金在强度和耐磨性能上满足不了要求的场合。据他预测锌基合金在近期会有一个很大的发展，其生产规模和销售市场将迅速扩大，二十一世纪将是锌合金的全盛时期。 国内重力铸造高铝锌基合金领域的研究工作目前还比较落后，与国外有相当的差距，我国八十年代初开展锌合金研究，2000年后高铝锌基合金的开发应用才逐渐提到了议事日程，主要集中在耐磨件、易损件放方面。而结构件、无火花、无磁性应用领域将是我们在锌合金方面的重要发展方向。 八十年代初，我国开始引进美国ASTMB791-199标准中的ZA27合金。经近二年消化、吸收，先后在锻压、机床、橡胶、水泥、水泵、食品、造纸、石油、轧钢、矿山、运输、起重、纺织、船舶、阀门等机械行业推广，成功地替代青铜、黄铜、巴氏合金制作各种规格的减摩铸件。至今，应用较为广泛减摩合金仍以锌基ZA27-2为代表。 我国铝锌资源丰富，蕴藏量均居世界前列，立足国内富有资源，大力发展重力铸造锌基合金的研究和应用，其与节约铜材、降低成本有重大的经济技术意义和长远的社会意义。 现有技术中，我们迫切需要一种能够替代青铜制造特殊钢板轧机滑块的新型材料。例如，在轧制lCr8Ni9Ti等特殊钢时，部件承受较大的交变冲击载荷。以抚顺特钢公司薄板厂1200冷轧机的轧制力为1400吨，转动阻力为6吨/米，线速度为2. 9米/秒。该机工作时，万向联轴器上的青铜滑块在交变(频繁正反转)冲击载荷作用下磨损极快，被磨下的铜屑形成一条线，平均寿命不足7天。如此频繁停机更换滑块会使设备开动铝大大降低，影响经济效益。另一方面，铜一直是紧缺的有色金属，其价格高。大量使用青铜滑块大大提高了企业的成本，浪费铜材。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该合金具有的减振、噪音低、自润滑、良好的减摩特性，可以使机械运行平稳，提高了使用寿命；同时其机械、物理综合性能符合变幅机构需要，性能稳定，质量可靠；其可降低成本至少40%。 本专利技术具体提供了一种高铝锌基轴承合金，其特征在于所述合金具体包含有下述成分，质量百分比A1 :28 33%，Cu :2. 0 3. 0%，Mg :0.010 0. 05，Ti :0. 15 0.3，Re :0. 10 0. 30， Zn及不可避免的杂质余量；其中的Re指混合稀土。 本专利技术还提供了上述高铝锌基轴承合金的制备方法，其特征在于首先按照合金元素配置合金并加热至熔化，然后向合金熔体中加入氟硼酸钾或/和氟钛酸钾以便细化晶粒。 本专利技术所提供的高铝锌基轴承合金的制备方法中，向合金熔体中加入的氟硼酸钾4或/和氟钛酸钾的量低于原料总质量的《4，其中氟硼酸钾《1 ;氟钛酸钾《3。 本专利技术所提供的高铝锌基轴承合金的制备方法中，向合金熔体中加入的是氟硼酸钾和氟钛酸钾，加入量为氟硼酸钾0. 03 0. 2% ;氟钛酸钾0. 1 1. 2%。 本专利技术所提供的高铝锌基轴承合金的制备方法中，首先按照各种合金元素质量百分含量配比关系制作合金熔体，然后在61(TC 65(TC温度条件下向合金熔体中加入氟硼酸钾或/和氟钛酸钾以便细化晶粒；在25 35分钟内细化晶粒，使得在合金制备完成之前，所加入的氟硼酸钾或/和氟钛酸钾基本挥发掉，得到晶粒细化的合金组织。 本专利技术所述高铝锌基轴承合金中各个成分的作用如下 1、铝对锌基合金基的影响 铝能溶解大量的锌形成a固溶体，锌在铝中的溶解度随温度而急剧变化，为合金 固溶强化奠定了基础。铝的加入有效地细化了合金的组织，构成强化的因素。增加铝的含 量有助于提高强度和硬度。 2、铜对锌合金的影响 —般而言，随着铜含量的增加，合金强度呈上升趋势，在铜量超过一定限额后，伸 长率急剧下降。具体而言 在铜含量较低时，铜主要固溶于13相中，在非平衡条件下，则更多的分布于晶界 上的三元共晶组织(a+13 + O中，在锌含量高的地方，铜的含量同样也很高。铜是面心 立方结构，a Cu = 3.61X10— ，而锌|3相为密排六方晶格，a Zn= 2.659X 10-10m， QZn = 5. 123X10—m，Cu的{100}面族能较好地与Zn的{1010}面族共格，在P相的{1010}面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铝锌基轴承合金，其特征在于所述合金具体包含有下述成分，质量百分比：Ａｌ：２８～３３％，Ｃｕ：２．０～３．０％，Ｍｇ：０．０１０～０．０５，Ｔｉ：０．１５～０．３，Ｒｅ：０．１０～０．３０，Ｚｎ及不可避免的杂质余量。

【技术特征摘要】
一种高铝锌基轴承合金，其特征在于所述合金具体包含有下述成分，质量百分比Al28～33％，Cu2.0～3.0％，Mg0.010～0.05，Ti0.15～0.3，Re0.10～0.30，Zn及不可避免的杂质余量。2. —种按照权利要求1所述高铝锌基轴承合金的制备方法，其特征在于 首先按照合金元素配置合金加热至熔化，然后向合金熔体中加入氟硼酸钾或/和氟钛酸钾以便细化晶粒。3. 按照权利要求2所述高铝锌基轴承合金的制备方法，其特征在于向合金熔体中加 入的氟硼酸钾或/和氟钛酸钾的量低于原料总质量的《4，其中氟硼酸钾《1 ;氟钛酸钾《3。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀元，
申请(专利权)人：沈阳龙实合金有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]