[发明专利]一种高耐磨耐高温低膨胀系数的铝基合金

说明书

本发明是一种高耐磨耐高温低膨胀系数的铝基合金。合金为铝基合金，含有铝、铜、镁、锰、钛、硼、镍、硅、锌、稀土、锶、锂和其他不可避免的杂质元素。本发明具有良好的切削性能和优异的机械性能，生产成本低，在国内外都有很大竞争优势，本发明可在高温范围内替代锡青铜和锌基合金，制造蜗轮、螺母、滑块，大幅度降低企业生产成本。

技术领域

本发明涉及一种铝基合金，具体涉及一种高耐磨耐高温低膨胀系数的铝基合金。

背景技术

因为具有耐磨性好的特点，锡青铜和锌基合金一直被广泛研究，但由于高温机械性能降低，膨胀系数加大，其应用范围受到了很大限制。

目前，国内机械制造企业选用锡青铜和锌基合金作为减磨配件，其中ZCuSn6Zn6Pb3、ZCuSn10Pb1、ZCuSn10Pb5、ZA27，ZA30应用比较广泛。在高速高温状态下，铸件机械性能降低，膨胀系数加大，磨损量急剧增加。

出现以上问题的主要原因在于：第一、现有合金成分配比，决定了其性能的局限。第二、在高温状态下，锡青铜和锌基合金的强度、硬度和耐磨性都急剧变差，膨胀系数加大，难以达到零部件使用要求。依照这种传统方法所得锡青铜和锌基合金制成的蜗轮、轴套、滑块强度降低，会出现磨损加剧，蜗轮，螺母齿断裂及磨损加剧的现象，轴套则膨胀系数增大出现抱轴现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有优异切削加工性能和机械性能稳定的高耐磨耐高温低膨胀系数的铝基合金

本发明的技术方案如下：

一种高强度高耐磨耐高温的铝基合金，其特征在于其合金重量百分比组成为：AL70～80%、Cu2～4%、Mg0.02～0.06%、Mn0.5~1%、Ti0.1～0.5%、B0.03～0.1%、Ni0.5～1%，Si4～6%、Re0.1～0.3%、Sr0.1～0.5%、Li1～3%余量为Zn，其他杂质总和≤0.2%。

其合金重量百分比组成可以优选为AL75%、Cu3.5%、Mg0.02%、Mn0.84%、Ni0.9%、Si5.5%、Ti0.25%、B0.05%、Re0.27%、Sr0.48%、Li2.8%，余量为Zn及杂质。

其合金重量百分比组成可以优选为：AL76%、Cu3.5%、Mg0.027%、Mn0.87%、Ni0.85%、Si5.8%、Ti0.23%、B0.04%、Re0.25%、Sr0.45%、Li2.7%，余量为Zn及杂质。

其合金重量百分比组成可以优选为：AL77%、Cu3.8%、Mg0.025%、Mn0.9%、Ni0.93%、Si6%、Ti0.23%、B0.04%、Re0.3%、Sr0.5%、Li3%，余量为Zn及杂质。

所述的高耐磨耐高温低膨胀系数的铝基合金的铸件制备方法，按照以下步骤制备而成：电阻炉内加热铝锭、锌锭、铜、硅、锰和镍，等合金熔化后除气，压入镁块，钛硼变质后加入稀土，二次除气打渣后，加入锂，铝基合金高温状态下浇铸铸件。

所述浇铸铸件的方法是：铝基合金在720℃高温状态下金属型浇铸，模具温度控制在180℃。

本发明的积极效果在于：

一、本发明在合金中添加Ti，B 和Re，具有复合细化金属晶粒的比较显著的效果，从而提高了合金的综合力学性能。其中Ti和B能够细化合金晶粒，提高力学性能；Re能够球化晶粒，提高合金耐磨性能。Sr能够避免偏析作用，使合金材料更均匀，细化金属元素Si，抑制Si晶粒增长。Li和Re可大幅度提高铝基合金的高温强度，提高幅度为46%左右。