專利名稱：一種耐磨高鋅鋁基代青銅材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計一種合金材料，特別是涉及一種具有耐磨性能的高鋅鋁基代青銅材 料。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外蝸輪軸瓦材料最多的還是傳統(tǒng)材料錫青銅合金，錫青銅合金具有優(yōu)良的耐 磨性，具有富麗堂皇的色彩加上幾千年來人們的使用習(xí)慣，所以銅合金自然而然成經(jīng)久不 衰的主要用材。但是隨著銅合金資源的日趨減少，成本的日益上升，使得錫青銅合金產(chǎn)品成 本大幅上升，因此代青銅材料也就相應(yīng)研發(fā)出來?，F(xiàn)有的材料如AZ系列鋅合金在一定程度 上開始使用，而大量的銅合金蝸輪軸瓦還在繼續(xù)大量使用，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有一種能全面 取代青銅合金產(chǎn)品材料。鋁基代青銅材料是以鋁金屬為基礎(chǔ)添加合金化元素以改善鋁合金的組織結(jié)構(gòu)和 性能，特別是鋁合金在保持較高的強度、延伸率和硬度外，改善和調(diào)高鋁合金的耐磨性、降 低摩擦系數(shù)，使鋁合金具備優(yōu)于銅合金的耐磨性。充分發(fā)揮鋁合金的比重優(yōu)勢，價格優(yōu)勢， 使蝸輪及軸瓦使用性能不降低的情況下，而使產(chǎn)品的生產(chǎn)成本大幅降低，使軸承使用壽命 提高的前提下降低軸承的使用成本。目前，國內(nèi)大量的AZ系列鋅合金產(chǎn)品中鋁含量較低，一般低于50%，而比重通常 均大于4g/cm3，其性能不能完全滿足使用性能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)當中銅合金所面臨資源減少，成本過高的問題，以 及現(xiàn)有技術(shù)中一些銅合金代用材料的使用限制問題，提供一種高強度輕型耐磨高鋅鋁基代 青銅材料，該材料能完全取代銅合金，并且具有比銅合金更為優(yōu)良的使用效果，充分改善了 現(xiàn)有的耐磨性和降低摩擦系數(shù)，大幅降低使用成本。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是耐磨高鋅鋁基代青銅材料，包括下列 重量百分比含量的各組分鋁-71 75%;鋅-23 27%;銅-1.5 3. 5%;錳-0.3 1.0%。在上述方案中，所述各組分的重量百分比含量還可以為鋁-72 75%;鋅-23 25%;銅-1.7 3.0%;錳-0.4 0.8%。本發(fā)明中的材料經(jīng)過檢驗，其各項指標優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)當中的銅合金，其中三個重要指標σ b (強度極限)，δ (延伸率)和HB (硬度)各項指標為σ b彡340Mpa ； δ ^7%； HB彡80。經(jīng)過壓力加工，塑性變形后，其強化效果更為明顯，其強度σ b ^ 455Mpa ； δ彡12% ；HB彡95。其比重(密度)、摩擦系數(shù)指標優(yōu)勢更加明顯。從上述本發(fā)明的特征可以看出①成本低金屬鋁含量成本價格僅為電解銅的1/3左右，鋁的密度僅為銅的1/3不 到，本發(fā)明材料配比中采取較高含量的鋁，可使用鋁合金代替銅合金制作軸軸瓦、軸套、蝸 輪等，其經(jīng)濟效益和社會效益相當可觀。②耐磨性能提高鋁合金代青銅材料具有比銅合金低的摩擦系數(shù)和好的耐磨性， 所以使用過程中摩擦力減少，同樣節(jié)能降耗。由于耐磨性好，提高了產(chǎn)品的使用壽命，提高 了產(chǎn)品使用精度，降低了使用成本。③比重降低由于本發(fā)明材料配比中鋁的含量較高，因此在代青銅中比重降低，比 重是錫青銅的34%左右，比AZ系列鋅合金密度降低30%以上，比重的降低使材料使用量減 少，節(jié)能降耗，具有可觀的經(jīng)濟效益?？傊景l(fā)明能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中銅合金所面臨的資源減少、成本過高的問題，以 及現(xiàn)有技術(shù)中一些銅合金代用材料的使用限制問題；其材料能完全取代青銅合金，并且具 有比青銅合金更為優(yōu)良的比重優(yōu)勢和價格優(yōu)勢以及使用效果。其充分改善了現(xiàn)有材料的耐 磨性和降低摩擦系數(shù)，大幅降低使用成本，成為一種具有高強、高韌性、高耐磨性，可作為青 銅合金的優(yōu)良代用材料。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明實施例1本實施例中，采用下列重量百分比的各個組分招71% ；鋅27% ；銅1. 5% ；錳 0. 5%。將上述配比的各個組分通過下列工藝進行加工1、配料即把上述配比的各個組分原料(合金元素)按比例稱量待用；2、熔煉把稱量的所有原料(經(jīng)烘烤過不含水分的原料)加入坩堝中，加熱溶化后 再精煉，最后澆注所需鑄型即可；3、冷卻后的鑄件經(jīng)去應(yīng)力處理后即可按圖紙加工使用。4、也可按要求經(jīng)塑性加工成所需型材使用。對經(jīng)過上述工藝的材料進行檢驗，其中材料檢驗是在鑄件中本體去樣檢驗，檢驗 主要針對以下幾個方面σ b (強度極限)、δ (厚度)、HB (硬度)、密度和摩擦系數(shù)。上述配 比的材料經(jīng)過檢驗，各項指標為σ b彡345. 3Mpa ； δ ^ 7. 12% ；HB ^ 81.6 ；密度彡3. 23 ； 摩擦系數(shù)< 0. 0800。實施例2本實施例中，所采用的各組分按照重量百分比的配比為招72% ；鋅25 0Z0 ；銅 2.2% ；猛0. 8 % O將上述配比的各個組分按照實施例1中的加工工藝進行加工，之后進行檢驗，檢 驗方式如實施列1，檢驗結(jié)果為= Qb^ 347. 6Mpa ； δ ^ 7. 21% ；HB ^ 82. 5 ；密度彡3. 23 ；
4摩擦系數(shù)< 0. 0798。實施例3本實施例中，所采用的各組分按照重量百分比的配比為招73% ；鋅23% ；銅 3.0% ；猛1. 0 % ο將上述配比的各個組分按照實施例1中的加工工藝進行加工，之后進行檢驗，檢 驗方式如實施列1，檢驗結(jié)果為σ b彡348. 2Mpa ； δ ^ 7. 03% ；HB ^ 82. 8 ；密度彡3. 25 ； 摩擦系數(shù)< 0. 0810。實施例4本實施例中，所采用的各組分按照重量百分比的配比為招72% ；鋅24% ；銅 3. 5% ；錳0· 5%。將上述配比的各個組分按照實施例1中的加工工藝進行加工，之后進行檢驗，檢 驗方式如實施列1，檢驗結(jié)果為σ b彡347. 9Mpa ； δ ^ 7. 10% ；HB ^ 83. 1 ；密度彡3. 24 ； 摩擦系數(shù)< 0. 0808。實施例5本實施例中，所采用的各組分按照重量百分比的配比為鋁73% ；鋅25% ；銅 1.7% ；猛0 · 3 % ο將上述配比的各個組分按照實施例1中的加工工藝進行加工，之后進行檢驗，檢 驗方式如實施列1，檢驗結(jié)果為σ b彡344. 8Mpa ； δ ^ 7. 11% ；HB ^ 81.6 ；密度彡3. 23 ； 摩擦系數(shù)< 0. 0811。實施例6本實施例中，所采用的各組分按照重量百分比的配比為鋁75% ；鋅23% ；銅 1. 6% ；錳0· 4%。將上述配比的各個組分按照實施例1中的加工工藝進行加工，之后進行檢驗，檢 驗方式如實施列1，檢驗結(jié)果為強度ob彡345. IMpa;延伸率δ彡7. 10% ；布氏硬度 HB彡82. 2 ；密度彡3. 21 ；摩擦系數(shù)彡0. 0811。下面給出本發(fā)明不同的實施例與現(xiàn)有材料的不同性能對比，用于進一步說明本發(fā) 明的效果。表1本發(fā)明與普通錫青銅材料、代青銅材料技術(shù)指標比較
權(quán)利要求
耐磨高鋅鋁基代青銅材料，其特征在于包括下列重量百分比含量的各組分鋁——71～75％；鋅——23～27％；銅——1.5～3.5％；錳——0.3～1.0％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨高鋅鋁基代青銅材料，其特征在于所述各組分的重量百 分比含量為鋁——72 75% ； 鋅——23 25% ； 銅——1. 7 3. 0% ； 錳-0. 4 0. 8%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合金材料，具體公開了一種耐磨高鋅鋁基代青銅材料，包括下列百分含量的各組分鋁-71～75％；鋅-23～27％；銅-1.5～3.5％；錳-0.3～1.0％。該材料能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中銅合金所面臨的資源減少，成本過高的問題，以及現(xiàn)有技術(shù)中一些銅合金代用材料的使用限制問題；其材料能完全取代銅合金，并且具有比銅合金更為優(yōu)良的比重優(yōu)勢和價格優(yōu)勢以及使用效果；充分改善了現(xiàn)有材料的耐磨性和降低摩擦系數(shù)，大幅降低使用成本，具有高強、高韌性、高耐磨性，可作為銅合金的優(yōu)良代用材料。
文檔編號C22C21/10GK101985709SQ20101053436
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者宋躍飛, 王智民, 龔奇 申請人:西安晟金新材料科技有限公司