本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域。更具體地，涉及一種金屬合金材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，用于大功率、高載荷的發(fā)動(dòng)機(jī)(如空氣壓縮機(jī))運(yùn)行時(shí)振動(dòng)力大，因而這些發(fā)動(dòng)機(jī)的部件，如軸瓦，特別容易發(fā)生磨損，特別是當(dāng)相互作用界面潤(rùn)滑度在使用中下降時(shí)。當(dāng)相互作用界面潤(rùn)滑度在使用中下降時(shí)，還會(huì)使作用界面的摩擦力增加，進(jìn)一步增強(qiáng)作用界面磨損的層度，因而改善現(xiàn)有的制備材料以達(dá)到增強(qiáng)部件抗磨損的性能。

隨著我國(guó)中石油，中石化，化工，化肥，煤化工，氮肥，甲醇工業(yè)的飛速發(fā)展，空氣壓縮機(jī)，特別是氫氣壓縮機(jī)的需求快速的增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)現(xiàn)有500家企業(yè)使用的6m50氫氣壓縮機(jī)，總臺(tái)數(shù)6m50在3200臺(tái)以上。以6m50氫氣壓縮機(jī)曲軸瓦為例，現(xiàn)有的連桿瓦采用鋼管瓦，在氫氣壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于振動(dòng)大，壓縮機(jī)運(yùn)行中溫度升高導(dǎo)致鋼管瓦硬度不夠，進(jìn)一步造成軸瓦容易脫皮，使用壽命不超半年。因而空氣壓縮機(jī)需要大量的鋼管瓦，這不僅影響生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率，增加維修費(fèi)用，同時(shí)制造大量的鋼管瓦需要大量的資源，同時(shí)還造成環(huán)境污染。隨著資源的消耗，環(huán)境的惡化，制備耗能少使用壽命長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件是迫切的需求。

針對(duì)這樣的問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利cn104498767研發(fā)出一種錫鉛青銅合金，所述錫鉛青銅合金的成分配比按質(zhì)量百分比計(jì)為：cu為80％，sn為9–11％，pb為8–10％，al≤0.01％，fe≤0.25％，mn≤0.20％，0<ni≤2.00％，p≤0.10％，s≤0.10％，sb≤0.50％，si≤0.01％，0<zn≤2.00％。該青銅合金具有耐磨性能，主要應(yīng)用于油田、礦井等領(lǐng)域的機(jī)械產(chǎn)品?？諝鈮嚎s機(jī)軸瓦的也需要耐磨和耐高溫的制備材料，因此需要提供一種耐磨合金材料，該材料具有更強(qiáng)的抗磨損和耐高溫的優(yōu)點(diǎn)，可用于用于大功率、高載荷的發(fā)動(dòng)機(jī)部件的制備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題在于提供一種耐磨合金材料，該材料具 有抗磨損和耐高溫的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種耐磨合金材料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種耐磨合金材料，包括以下重量百分比的成份：銅為71～78％；錫為7.0～8.5％，鋅為0.5～2.0％，鉛為13.0～17.0％，錳為0.05～0.2％，磷≤0.10％，鎳≤2.0％，鋁≤0.01％，鐵≤0.25％，硅≤0.01％，銻≤0.5％，硫≤0.10％。

其中一個(gè)技術(shù)方案中，該耐磨合金材料中，包括以下重量百分比的成份：銅為75～78％；錫為7.0～7.5％；鋅為0.1～2.0％，鉛為15.0～17.0％，磷≤0.10％，鎳為1.0～2.0％，鋁≤0.01％，鐵≤0.25％，錳為0.1～0.15％，硅≤0.01％，銻≤0.5％，硫≤0.10％。

在另一個(gè)技術(shù)方案中，該耐磨合金材料中，包括以下重量百分比的成份：銅為71～75％；錫為8.0～8.5％；鋅為0.5～1.5％，鉛為13.0～15.0％，磷≤0.10％，鎳≤0.5～1.5％，鋁≤0.01％，鐵≤0.25％，錳為0.05～0.15％，硅≤0.01％，銻≤0.5％，硫≤0.10％。

在另一個(gè)技術(shù)方案中，該耐磨合金材料中，包括以下重量百分比的成份：銅為73～76％；錫為7.5～8.0％；鋅為0.5～2.0％，鉛為14.0～16.0％，磷≤0.10％，鎳≤2.0％，鋁≤0.01％，鐵：≤0.25％，錳為0.05-0.18％，硅≤0.01％，銻≤0.5％，硫≤0.10％。

為解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明上述耐磨合金材料的制備方法可以采用現(xiàn)有公開(kāi)的合金制備方法，優(yōu)選采用熔融法制備該耐磨合金材料。

所述耐磨合金材料可用于制備用于大功率、高載荷的發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的部件，如軸瓦。所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括空氣壓縮機(jī)。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明合金材料制備的部件在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中的磨損減少，使用壽命延長(zhǎng)，極大地減少了軸承的更換次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，同時(shí)減少了合金材料的制備所耗能源。特別是本發(fā)明合金材料制備的軸瓦在使用中產(chǎn)生的噪音小。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說(shuō)明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1：制備6m50的氫氣壓縮機(jī)的軸瓦

采用熔融法制備耐磨合金材料，并使用該材料制成6m50型氫氣壓縮機(jī)的軸瓦。該合金材料包括以下重量百分比的成份：銅為76％；錫為8.5％，鋅為0.5％，鉛為13.0％，錳為0.1％，磷為0.05％，鎳1.5％，鋁為0.01，鐵為0.2％，硅為0.01％，銻為0.28％，硫?yàn)?.05％。

對(duì)比例1：制備6m50的氫氣壓縮機(jī)的軸瓦

采用熔融法制備耐磨合金材料，并使用該材料制成6m50型氫氣壓縮機(jī)的軸瓦。該錫鉛青銅合金的成分配比按質(zhì)量百分比計(jì)為：銅為80％，錫為9％，鉛為8％，鋁為0.01％，鐵為0.2％，錳為0.15％，鎳為1.5％，磷為0.10％，硫?yàn)?.10％，銻為0.43％，硅為0.01％，鋅為0.5％。

實(shí)施例2：制備4m32的氫氣壓縮機(jī)的軸瓦

采用熔融法制備耐磨合金材料，并使用該材料制成4m32型氫氣壓縮機(jī)的軸瓦。該合金材料包括以下重量百分比的成份：銅為75％；錫為7.0％；鋅為1.5％，鉛為15.0％，磷為0.08％，鎳為1.0％，鋁為0.01％，鐵為0.1％，錳為0.1％，硅為0.01％，銻為0.1％，硫?yàn)?.10％。

對(duì)比例2：制備4m32的氫氣壓縮機(jī)的軸瓦

采用熔融法制備耐磨合金材料，并使用該材料制成4m32型氫氣壓縮機(jī)的軸瓦。所述錫鉛青銅合金的成分配比按質(zhì)量百分比計(jì)為：銅為80％，錫為9％，鉛為8％，鋁為0.01％，鐵為0.1％，錳為0.10％，鎳為1.0％，磷為0.08％，硫?yàn)?.10％，銻為0.10％，硅為0.01％，鋅為1.5％。

實(shí)施例3：制備型號(hào)為4m40的氫氣壓縮機(jī)的軸瓦

采用熔融法制備耐磨合金材料，并使用該材料制成4m40型氫氣壓縮機(jī)的軸瓦。該合金材料包括以下重量百分比的成份：銅為71％；錫為8.0％；鋅為1.0％，鉛為17.0％，磷為0.10％，鎳為2.0％，鋁為0.01％，鐵0.24％，錳為0.05％，硅為0.01％，銻為0.5％，硫?yàn)?.10％。

實(shí)施例4：制備4m50的氫氣壓縮機(jī)的軸瓦

采用熔融法制備耐磨合金材料，并使用該材料制成4m50型氫氣壓縮機(jī)的軸瓦。該合金材料包括以下重量百分比的成份：銅為73％；錫為7.5％；鋅為1.4％，鉛為16.0％，磷為0.10％，鎳為1.0％，鋁為0.01％，鐵為0.23％，錳為0.15％，硅為0.01％，銻為0.5％，硫?yàn)?.10％。

實(shí)施例5：制備6m32的氫氣壓縮機(jī)的軸瓦

采用熔融法制備耐磨合金材料，并使用該材料制成6m32型氫氣壓縮機(jī)的軸瓦。該合金材料包括以下重量百分比的成份：銅為76％；錫為7.0％，鋅為2.0％，鉛為14.0％，錳為0.08％，磷為0.10％，鎳為0.4％，鋁為0.01％，鐵為0.15％，硅為0.01％，銻為0.2％，硫?yàn)?.05％。

實(shí)施例6：耐磨性能測(cè)試

將實(shí)施例1的軸瓦應(yīng)用于型號(hào)為6m50的氫氣壓縮機(jī)，并計(jì)算其連續(xù)使用時(shí)間，經(jīng)測(cè)試，該軸瓦連續(xù)使用40000小時(shí)無(wú)需更換。

現(xiàn)在型號(hào)為6m50的氫氣壓縮機(jī)使用的軸瓦是鋼壁瓦，每半年更換一次，連續(xù)使用時(shí)間4320小時(shí)。澆鑄一套鋼壁瓦需要鋼材35kg，每臺(tái)氫氣壓縮機(jī)需要9個(gè)鋼壁瓦，制備9個(gè)鋼壁瓦所需要金屬材料315kg。如果空氣壓縮機(jī)工作40000小時(shí)，每臺(tái)6m50氫氣壓縮機(jī)約需要90個(gè)鋼壁瓦，制備90個(gè)鋼壁瓦需要材料3150kg，全國(guó)3200臺(tái)6m50氫氣壓縮機(jī)需要288000個(gè)鋼壁瓦，需用10080噸材料。使用實(shí)施例1的耐磨合金材料制備的軸瓦可以連續(xù)使用40000小時(shí)無(wú)需更換。3200臺(tái)6m50氫氣壓縮機(jī)使用28800個(gè)實(shí)施例1的軸瓦，軸瓦使用數(shù)量為原鋼壁瓦的十分之一。那么在制備288000個(gè)鋼壁瓦和28800個(gè)實(shí)施例1的軸瓦所需要的資源和排放的污染見(jiàn)表1。

表1：使用實(shí)施例1的軸瓦和鋼壁瓦可節(jié)省的能源及減少的污染排放

實(shí)施例1的軸瓦在溫度達(dá)到300℃時(shí)不會(huì)掉塊現(xiàn)象，而鋼壁瓦在110℃時(shí)就出現(xiàn)掉塊脫落現(xiàn)象。

將對(duì)比例1的軸瓦應(yīng)用于型號(hào)為6m50的氫氣壓縮機(jī)，并計(jì)算其連續(xù)使用時(shí)間，經(jīng)測(cè)試，該軸瓦連續(xù)使用19500小時(shí)就需更換。

該軸瓦在使用中產(chǎn)生的噪音小。

實(shí)施例7：耐磨性能測(cè)試

將實(shí)施例2的軸瓦應(yīng)用于型號(hào)為4m32的氫氣壓縮機(jī)的，并計(jì)算其連續(xù)使用時(shí)間，經(jīng)測(cè)試，該軸瓦連續(xù)使用40000小時(shí)無(wú)需更換。

現(xiàn)在型號(hào)為4m32的氫氣壓縮機(jī)使用的軸瓦是鋼壁瓦，每半年更換一次，連續(xù)使用時(shí)間4320小時(shí)。澆鑄一套鋼壁瓦需要鋼材30kg，每臺(tái)氫氣壓縮機(jī)需要8個(gè)鋼壁瓦，制備8個(gè)鋼壁瓦所需要金屬材料240kg。如果空氣壓縮機(jī)工作40000小時(shí)，每臺(tái)4m32氫氣壓縮機(jī)約需要80個(gè)鋼壁瓦，制備80個(gè)鋼壁瓦需要材料2400kg，全國(guó)2500臺(tái)4m32氫氣壓縮機(jī)需要200000個(gè)鋼壁瓦。使用實(shí)施例2的耐磨合金材料制備的軸瓦可以連續(xù)使用40000小時(shí)無(wú)需更換。2500臺(tái)4m32氫氣壓縮機(jī)使用20000個(gè)實(shí)施例2的軸瓦，軸瓦使用數(shù)量為原鋼壁瓦的十分之一。那么在制備200000個(gè)鋼壁瓦和20000個(gè)實(shí)施例2的軸瓦所需要的資源和排放的污染見(jiàn)表2。

表2：使用實(shí)施例1的軸瓦和鋼壁瓦可節(jié)省的能源及減少的污染排放

實(shí)施例2的軸瓦在溫度達(dá)到300℃時(shí)不會(huì)到塊，而鋼壁瓦在110℃時(shí)就出現(xiàn)掉塊。

將對(duì)比例2的軸瓦應(yīng)用于型號(hào)為4m32的氫氣壓縮機(jī)，并計(jì)算其連續(xù)使用時(shí)間，經(jīng)測(cè)試，該軸瓦連續(xù)使用20000小時(shí)就需更換。

該軸瓦在使用中產(chǎn)生的噪音小。

實(shí)施例8：耐磨性能測(cè)試

將實(shí)施例3的軸瓦應(yīng)用于型號(hào)為4m40的氫氣壓縮機(jī)，并計(jì)算其連續(xù)使用時(shí)間，經(jīng)測(cè)試，該軸瓦連續(xù)使用40000小時(shí)無(wú)需更換。

現(xiàn)在型號(hào)為4m40的氫氣壓縮機(jī)使用的軸瓦是鋼壁瓦，每半年更換一次， 連續(xù)使用時(shí)間4320小時(shí)。澆鑄一套鋼壁瓦需要鋼材30kg，每臺(tái)氫氣壓縮機(jī)需要8個(gè)鋼壁瓦，制備8個(gè)鋼壁瓦所需要金屬材料240kg。如果空氣壓縮機(jī)工作40000小時(shí)，每臺(tái)4m40氫氣壓縮機(jī)約需要80個(gè)鋼壁瓦，制備80個(gè)鋼壁瓦需要材料2400kg，全國(guó)1000臺(tái)4m40氫氣壓縮機(jī)需要80000個(gè)鋼壁瓦。使用實(shí)施例3的耐磨合金材料制備的軸瓦可以連續(xù)使用40000小時(shí)無(wú)需更換。1000臺(tái)4m40氫氣壓縮機(jī)使用8000個(gè)實(shí)施例3的軸瓦，軸瓦使用數(shù)量為原鋼壁瓦的十分之一。那么在制備80000個(gè)鋼壁瓦和8000個(gè)實(shí)施例3的軸瓦所需要的資源和排放的污染見(jiàn)表3。

表3：使用實(shí)施例1的軸瓦和鋼壁瓦可節(jié)省的能源及減少的污染排放

實(shí)施例3的軸瓦在溫度達(dá)到300℃時(shí)不會(huì)到塊，而鋼壁瓦在110℃時(shí)就出現(xiàn)掉塊。

該軸瓦在使用中產(chǎn)生的噪音小。

實(shí)施例9：耐磨性能測(cè)試

將實(shí)施例4的軸瓦應(yīng)用于型號(hào)為4m50的氫氣壓縮機(jī)，并計(jì)算其連續(xù)使用時(shí)間，經(jīng)測(cè)試，該軸瓦連續(xù)使用40000小時(shí)無(wú)需更換。

現(xiàn)在型號(hào)為4m50的氫氣壓縮機(jī)使用的軸瓦是鋼壁瓦，每半年更換一次，連續(xù)使用時(shí)間4320小時(shí)。澆鑄一套鋼壁瓦需要鋼材35kg，每臺(tái)氫氣壓縮機(jī)需要9個(gè)鋼壁瓦，制備9個(gè)鋼壁瓦所需要金屬材料315kg。如果空氣壓縮機(jī)工作40000小時(shí)，每臺(tái)4m50氫氣壓縮機(jī)約需要90個(gè)鋼壁瓦，制備90個(gè)鋼壁瓦需要材料3150kg，全國(guó)1000臺(tái)4m50氫氣壓縮機(jī)需要90000個(gè)鋼壁瓦。使用實(shí)施例4的耐磨合金材料制備的軸瓦可以連續(xù)使用40000小時(shí)無(wú)需更換。1000臺(tái)4m50氫氣壓縮機(jī)使用9000個(gè)實(shí)施例4的軸瓦，軸瓦使用數(shù)量為原鋼壁瓦 的十分之一。那么在制備90000個(gè)鋼壁瓦和9000個(gè)實(shí)施例4的軸瓦所需要的資源和排放的污染見(jiàn)表4。

表4：使用實(shí)施例4的軸瓦和鋼壁瓦可節(jié)省的能源及減少的污染排放

實(shí)施例4的軸瓦在溫度達(dá)到300℃時(shí)不會(huì)到塊，而鋼壁瓦在110℃時(shí)就出現(xiàn)掉塊。

該軸瓦在使用中產(chǎn)生的噪音小。

實(shí)施例10：耐磨性能測(cè)試

將實(shí)施例5的耐磨合金材料應(yīng)用于型號(hào)為6m32的氫氣壓縮機(jī)的軸瓦，并計(jì)算其連續(xù)使用時(shí)間，經(jīng)測(cè)試，該軸瓦連續(xù)使用40000小時(shí)無(wú)需更換。

現(xiàn)在型號(hào)為6m32的氫氣壓縮機(jī)使用的軸瓦是鋼壁瓦，每半年更換一次，連續(xù)使用時(shí)間4320小時(shí)。澆鑄一套鋼壁瓦需要鋼材35kg，每臺(tái)氫氣壓縮機(jī)需要9個(gè)鋼壁瓦，制備9個(gè)鋼壁瓦所需要金屬材料315kg。如果空氣壓縮機(jī)工作40000小時(shí)，每臺(tái)6m32氫氣壓縮機(jī)約需要90個(gè)鋼壁瓦，制備90個(gè)鋼壁瓦需要材料3150kg，全國(guó)1000臺(tái)6m32氫氣壓縮機(jī)需要90000個(gè)鋼壁瓦。使用實(shí)施例5的耐磨合金材料制備的軸瓦可以連續(xù)使用40000小時(shí)無(wú)需更換。1000臺(tái)6m32氫氣壓縮機(jī)使用9000個(gè)實(shí)施例5的軸瓦，軸瓦使用數(shù)量為原鋼壁瓦的十分之一。那么在制備90000個(gè)鋼壁瓦和9000個(gè)實(shí)施例5的軸瓦所需要的資源和排放的污染見(jiàn)表5。

表5：使用實(shí)施例1的軸瓦和鋼壁瓦可節(jié)省的能源及減少的污染排放

實(shí)施例5的軸瓦在溫度達(dá)到300℃時(shí)不會(huì)到塊，而鋼壁瓦在110℃時(shí)就出現(xiàn)掉塊。

該軸瓦在使用中產(chǎn)生的噪音小。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。