含有硅的铝基轴承合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有硅的铝基轴承合金及其制备方法，各组分按质量百分比的构成为：硅：4.0-6.0%、铜：0.7-1.3%、镁：0.7-1.3%、锰：0.2-0.4%、锡：3.5-4.5%、钛：0.15-0.35%、余量为铝。制备方法包括：1）配料；2）在坩埚底部先放入配料中纯Al锭的2/3，然后依次加入合金，加热熔化后再加入剩余的纯Al锭，最后加入纯镁锭和纯锡锭；3）加热温度稳定升至700-730℃时，加入综合处理剂进行精炼变质处理，扒渣后静置10分钟；4）先将钢锭模预热至150-200℃，再用合金铝液浇注至钢锭模内，冷却至室温即可得到铝基轴承合金。本发明专利技术的含有硅的铝基轴承合金及其制备方法，铝基轴承合金的抗拉强度σb≥180Mpa，延伸率δ≥10%，HBS≥90，适用于液压齿轮泵轴套材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
传统的铝基轴承合金ZAlSn6Cu1NI1，这种合金的优点是导热性、耐热性、疲劳强度和高温强度均高。但这种传统的铝基轴承合金ZAlSn6Cu ^i1中铝-锡二元合金，Sn含量在5. 5-7. 0%，在液态时铝和锡在很大的成分范围内可以相互溶解，但锡在铝中的固溶度极小(< 0. 01%)，锡与铝可形成低熔点(228. 5°C)的共晶体，共晶呈片状或球状游离在铝晶粒边界，锡含量高时，共晶体呈连续锡膜(片状结晶)包围铝晶粒，形成网状锡铝共晶体组织，这种组织的机械强度较低，存在有膨胀系数较大、抗咬合性差且铸造性能一般等缺点，不适于液压齿轮油泵。 传统的铝基轴承合金ZAlSn6Cu1NI1应用于液压齿轮油泵时特别是高压齿轮油泵(25MPa以上)时，长期工作时易造成磨损加大，容积效率下降等现象。因此实际应用中，需要一种线膨胀系数较小，抗疲劳强度和抗咬合性均较强且流动性较好、易于铸造的铝基轴承材料。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种耐磨性、抗疲劳强度和抗咬合性高、线膨胀系数小的含有硅的铝基轴承合金，同时还提供了一种所述铝基轴承合金的制备方法，该方法工艺简单，生产成本低，适合于工业化生产。本专利技术为解决技术问题采用以下技术方案。含有硅的铝基轴承合金，其特点是，该铝基轴承合金中的各组分按质量百分比的构成为硅:4. 0-6. 0%、铜:0. 7-1. 3%、镁:0. 7-1. 3%、锰:0. 2-0. 4%、锡:3. 5-4. 5%、钛0. 15-0. 35%、余量为铝。本专利技术的含有硅的铝基轴承合金的制备方法，其特征是，包括以下步骤I)、将纯铝锭、纯镁锭、纯锡锭、20%铝-硅合金、50%铝-铜合金、10%铝-锰合金、5%铝-钛合金按铝基轴承合金中各成分的质量百分比含量进行配料锡3. 5 - 4. 5%、硅4.0-6. 0%、铜:0. 7-1. 3%、镁:0. 7-1. 3%、锰:0. 2-0. 4%、钛:0. 15 — 0. 35%，其余为 Al ；本专利技术中，所述其余为Al中的Al包括纯铝锭、20%铝-硅合金、50%铝-铜合金、10%铝-锰合金、5%铝-钛合金中所有的Al。本专利技术中，20%铝-硅合金中硅含量为20%，其余为铝；所述50%铝-铜合金中铜含量为50%，其余为铝；所述10%铝-锰合金中锰含量为10%，其余为铝；所述5%铝-钛合金中钛含量为5%，其余为铝。2)、在坩埚底部先放入上述配料中纯Al锭的2/3，然后依次加入所述20%铝-硅合金、所述50%铝-铜合金、所述10%铝-锰合金和所述5%铝-钛合金，加热熔化后再加入剩余的纯Al锭以调节温度，最后加入纯镁锭和纯锡锭；3)、加热温度稳定升至700-730°C时，即可立即加入占上述步骤I)中的原材料的总重量1%的综合处理剂进行精炼变质处理，扒渣后静置10分钟；综合处理剂为济南华赛金属工艺材料有限公司生产，其主要成份为35%硝酸钾、6%石墨粉、24%氯化钠、30%二氧化硅、5%钛化铝4)、先将钢锭模预热至150-200°C，再用上述步骤3)所得到的合金铝液浇注至钢锭模内，冷却至室温即可得到铝基轴承合金。与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在1、本专利技术的铝基轴承合金，把含锡量降低到3. 5-4. 5%，降低网状物，从而提高共晶体组织强度。2、本专利技术的铝基轴承合金，在Al-Sn合金基体中加入4. 0-6. 0%的Si元素，较大地提高了合金的流动性，改善了合金的铸造性能；另外，硅元素在基体中弥散析出Si硬质相，且分布均匀，有助于提高轴承合金的耐磨性、抗疲劳强度和抗咬合性，降低了合金的线膨胀系数。 3、本专利技术的铝基轴承合金，在合金中加入一定量的铜合金及镁合金，部分铜、镁合金元素溶解到固溶体中而有效强化基体，另外部分铜、镁合金元素分别与铝形成0 (CuAl2)和S (Al2 CuMg)相提高合金的机械强度和表面耐磨性能。4、本专利技术的铝基轴承合金，加入Ti等微量元素，可在基体上形成弥散状TiAl等化合物，形成强化效果。5、本专利技术的铝基轴承合金，合金在人工时效处理后，形成的组织为a (Al)固溶体+Sn相+硅相+化合物(主要有S (Al2 CuMg), 0 (CuAl 2)相、TiAl相等)，其中最主要强化相为硅相。6、经过人工时效处理后，本专利技术铝合金与传统的铝基轴承合金ZAlSn Wu1Ni1相t匕，抗拉强度可提高至180Mpa，硬度提高至90HBS，延伸率虽有下降但仍达到10%以上，从而提高抗疲劳强度和抗咬合性。虽然其摩擦系数有一定提高，但其流动性大为提高，更加易于铸造，且成本与ZAlSn6Cu1Ni1相比也有较大地降低。本专利技术的含有硅的铝基轴承合金，流动性较好、抗疲劳强度和抗咬合性均较强，抗拉强度ob彡180Mpa，延伸率S彡10%, HBS彡90，铸造性能优良，价格便宜，适用于中、高压齿轮泵轴套的生产需要。本专利技术的铝基轴承合金的制备方法，该工艺简单，生产成本低，适合于工业化生产。以下通过具体实施方式，并结合实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施例方式以下各实施例中的份数均为重量份。实施例一铝基轴承合金的制备I)、取纯铝锭、纯镁锭、纯锡锭、20%铝-硅合金、50%铝-铜合金、10%铝-锰合金、5% 铝-钛合金，按 S1:4. 0 份、Cu:0. 7 份、Mg:0. 7 份、Mn:0. 2 份、Sn:3. 5 份、T1:0. 15 份、Al 90. 75份，进行配制；所述90. 75份的Al包括纯铝锭、20%铝-硅合金、50%铝-铜合金、10%铝-锰合金和5%铝-钛合金中所有的Al。所述其余为Al中的Al包括纯铝锭、20%铝-硅合金、50%铝-铜合金、10%铝-锰合金、5%铝-钛合金中所有的Al。本专利技术中，20%铝-硅合金中硅含量为20%，其余为铝；所述50%铝-铜合金中铜含量为50%，其余为铝；所述10%铝-锰合金中锰含量为10%，其余为铝；所述5%铝-钛合金中钛含量为5%，其余为铝。2)、在坩埚底部先放入上述配料中Al锭的2/3，然后依次加入所述20%铝-硅合金、所述50%铝-铜合金、所述10%铝-锰合金和所述5%铝-钛合金，加热熔化后再加入剩余的纯Al锭以调节温度，最后加入纯镁锭和纯锡锭；3)、加热温度稳定升至700-730°C时，即可立即加入上述步骤I)中的原材料总重量的1%综合处理剂进行精炼变质处理，扒渣后静置10分钟；4)、先将钢锭模预热至150-170°C，再用步骤3)所得到的合金铝液浇注至钢锭模内，冷却至室温即可得到铝基轴承合金。实施例二 铝基轴承合金的制备I)、取纯铝锭、纯镁锭、纯锡锭、20%铝-硅合金、50%铝-铜合金、10%铝-锰合金、5% 铝-钛合金，按 S1:6. 0 份、Cu:1. 3 份、Mg:1. 3 份、Mn:0. 4 份、Sn: 4. 5 份、TiO. 35 份、Al 86. 15份，进行配制。所述86. 15份的Al包括纯铝锭、20%铝-硅合金、50%铝-铜合金、10%铝-锰合金和5%铝-钛合金中所有的Al。2)、在坩埚底部先放入上述配料中Al锭的2/3，然后依次加入所述20%铝-硅合金、50%铝-铜合金、10%铝-锰合金、5%铝-钛合金，加热熔化后再加入剩余的纯Al锭本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有硅的铝基轴承合金，其特征是，该铝基轴承合金中的各组分按质量百分比的构成为：硅：4.0?6.0%、铜：0.7?1.3%、镁：0.7?1.3%、锰：0.2?0.4%、锡：3.5?4.5%、钛：0.15?0.35%、余量为铝。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李逸人，臧辉东，
申请(专利权)人：合肥长源液压股份有限公司，
类型：发明
国别省市：