專利名稱：高強(qiáng)度耐磨槽筒合金材料及精鑄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于絡(luò)紗金屬槽筒，特別是涉及一種高強(qiáng)度耐磨槽筒合金材料及精鑄方法。
背景技術(shù)：
鑄鋁槽筒是一種工藝簡單、適合于批量生產(chǎn)、在金屬槽筒中價格最低的產(chǎn)品。缺點(diǎn)是耐磨性差，且表面氧化層像膠木槽筒一樣不導(dǎo)電。鋼板槽筒的最大優(yōu)點(diǎn)是耐磨性較好，靜電小，但工藝復(fù)雜、成本高，存在溝槽焊縫、段間接合縫及段間錯位等不利因素。比重較大而重量較重，運(yùn)轉(zhuǎn)欠靈活，不利于節(jié)省能源。
專利號為97125792.2的發(fā)明專利公開了一種用于鋅鋁超塑合金槽筒的合金材料，它是由70-93％的Zn、5-22％的AL、0.1-0.3％的Cu、0.002-0.06％的Mg和0.003-0.006的Cr構(gòu)成，其晶格為球面組織結(jié)構(gòu)，具有良好的超塑性能和導(dǎo)電性能，但實(shí)踐表明其耐磨性能并不理想。
綜上所述，提供一種強(qiáng)度高、耐磨性好、導(dǎo)電性好、比重較小的金屬槽筒材料至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述制造鑄鋁槽筒、鋼板槽筒和鋅鋁超塑合金槽筒材料的不足，而提供一種強(qiáng)度高、耐磨性好、導(dǎo)電性好、比重較小的一種高強(qiáng)度耐磨槽筒合金材料及精鑄方法。
本發(fā)明涉及的合金成分及重量組成(重量百分比)是鋁AL 26-30％、銅Cu 2-6％、硅Si 2-6％、鎂Mg 0.03-0.06％其余為鋅Zn。
本發(fā)明涉及的合金成分及重量組成(重量百分比)是鋁AL 12％、銅Cu 2-6％、硅Si 2-6％、鎂Mg 0.03-0.06％其余為鋅Zn。
上述合金材料的精鑄方法是1、將高熔點(diǎn)硅Si和銅Cu分別熔化于鋁AL成為兩種中間合金，再按鋅基合金的熔煉工藝將硅Si和鋁AL、銅Cu和鋁AL中間合金與鋅Zn和鎂Mg熔煉。
2、將1的熔液澆入槽筒精鑄模模腔，自然降溫冷凝后脫模獲得毛坯。
本發(fā)明涉及的高強(qiáng)度耐磨合金材料與其它金屬槽筒材料主要性能試驗(yàn)比較結(jié)果見表1表1 本發(fā)明涉及的高強(qiáng)度耐磨材料與45#鋼在無潤滑(干磨擦)條件下互相配磨其磨損量比較結(jié)果見表2表2 從表1、表2可看出本發(fā)明的高強(qiáng)度耐磨材料在抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、沖擊韌性、耐磨性能等指標(biāo)綜合分析，基本與45#鋼相當(dāng)而大大優(yōu)于其他槽筒材料。另外本發(fā)明保持了鋅鋁超塑合金材料良好的導(dǎo)電性能，而比重小于鋅鋁超塑合金材料。
槽筒導(dǎo)紗過程是依靠紗支張力(正壓力)槽筒溝槽的送紗邊產(chǎn)生的磨擦力，把紗支反復(fù)推向筒子兩端的過程，在該磨擦副中，由于紗支硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于槽筒，不可能使槽筒因產(chǎn)生刻槽或變形而磨損。槽筒磨損的根本原因是粘著現(xiàn)象在起作用。因此，可以認(rèn)為槽筒磨損只產(chǎn)生于紗支和槽筒的粘著現(xiàn)象。通過表2可以證明粘著現(xiàn)象是槽筒磨損的根本原因，表2中磷錫青銅與45#鋼的干磨擦系數(shù)小于本發(fā)明，但磷錫青銅的磨損率卻比本發(fā)明大兩個數(shù)量級，其原因在于磷錫青銅的分子晶格結(jié)構(gòu)為面心立方體，共有12個滑移系，易于發(fā)生塑性變形，磨擦面上的粘著點(diǎn)較多且容易長大，因此粘著現(xiàn)象較強(qiáng)烈。同時，由于滑移系交叉，位錯增加并發(fā)生塞積，使滑移系界面附近發(fā)生冷作硬化，導(dǎo)致粘著區(qū)的剪切斷裂，并沿滑移帶開裂直至分離，形成磨粒脫落故磨損較大。
而本發(fā)明的分子結(jié)構(gòu)為密排六方晶格，僅有3個滑移系，不易產(chǎn)生塑性變形，磨擦面上的粘著點(diǎn)少且粘著較弱。同時由于其再結(jié)晶溫度較低(20℃)，磨擦熱即發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，從而消除了滑移系界面及其附近的冷作硬化效應(yīng)，使粘著區(qū)不會出現(xiàn)剪切斷裂現(xiàn)象，所以磨損極小。
從表1還可看出，本發(fā)明材料的密度低，同等規(guī)格鑄造空心結(jié)構(gòu)槽筒重量相比，使用本發(fā)明材料的槽筒重量最輕，因此運(yùn)轉(zhuǎn)靈活而節(jié)省能源。
本發(fā)明的精鑄方法中采用自然降溫冷凝，使得合金材料具有上述性質(zhì)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例1，將高熔點(diǎn)硅40kg、銅20kg分別熔化于130kg和140kg的鋁中成為兩種中間合金，再按鋅基合金的熔煉工藝將兩種中間合金與鋅669.6kg和鎂0.4kg精煉即得本發(fā)明的高強(qiáng)度耐磨材料。實(shí)施例1中各成分重量百分比為鋁AL 27％、銅Cu 2％、硅Si 4％、鎂0.04％、鋅66.96％。
實(shí)施例2，將高熔點(diǎn)硅40kg、銅20kg熔化于60kg鋁中成為兩種中間合金，再按鋅基合金的熔煉工藝將兩種中間合金與鋅819.6kg和0.4kg鎂精煉即得本發(fā)明的高強(qiáng)度耐磨材料。實(shí)施例2中各成分重量百分比為鋁AL 12％、銅Cu 2％、硅Si 4％、鎂0.04％、鋅81.96％。
權(quán)利要求
1.金屬槽筒的高強(qiáng)度耐磨合金材料，其特征在于合金材料的成分及重量組成(重量百分比)是，鋁AL26-30％、銅Cu2-6％、硅Si2-6％、鎂Mg0.03-0.06％其余為鋅Zn。
2.金屬槽筒的高強(qiáng)度耐磨合金材料，其特征在于合金材料的成分及重量組成(重量百分比)是鋁AL12％、銅Cu2-6％、硅Si2-6％、鎂Mg0.03-0.06％其余為鋅Zn。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度耐磨合金材料，特征在于其精鑄方法是(1)將高熔點(diǎn)硅Si和銅Cu分別熔化于鋁AL成為兩種中間合金，再按鋅基合金的熔煉工藝將硅Si和鋁AL、銅Cu和鋁AL中間合金與鋅Zn和鎂Mg熔煉；(2)將1的熔液澆入槽筒精鑄模模腔，自然降溫冷凝后脫模獲得毛坯。
全文摘要
本發(fā)明屬于紡紗槽筒，特別是涉及一種高強(qiáng)度耐磨槽筒合金材料及精鑄方法。高強(qiáng)度耐磨合金材料的成分及重量組成(重量百分比)是鋁AL 26－30％或12％、銅Cu 2％、硅Si 2－6％、鎂Mg 0.03－0.06％其余為鋅Zn。精鑄方法是將高熔點(diǎn)硅Si和銅Cu分別熔化于鋁AL成為兩種中間合金，再按鋅基合金的熔煉工藝將硅Si和鋁AL、銅Cu和鋁AL中間合金與鋅Zn和鎂Mg熔煉。將熔液澆入槽筒精鑄模模腔，自然降溫冷凝后脫模獲得毛坯。采用本發(fā)明的高強(qiáng)度耐磨槽筒合金材料及精鑄方法獲得的金屬槽筒，具有強(qiáng)度高、耐磨性好、導(dǎo)電性好、比重較小的突出優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C22C18/04GK1584081SQ03130589
公開日2005年2月23日 申請日期2003年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月21日
發(fā)明者劉明禮 申請人:劉明禮