[发明专利]锌基耐磨合金

说明书

本发明属于有色合金制造锌基耐磨合金技术领域，特别适用于制造轴承、轴套、蜗轮等高强度耐磨零件。

锌基合金在高强度耐磨合金的轴承、轴套、蜗轮等耐磨零件工业上的应用，已得到普遍承认。但是多年来，在工业上一直沿用价格昂贵的锡青铜制作滑动轴承中的磨损件。由于铜、锡价格昂贵，耐磨性能差，许多企业都在寻找和研究一种型抗高磨损的锌基耐磨合金材料。当前，有的单位从加拿大，引进一种美国研制ZA27合金，该合金其性能优于锡青铜ZQSn6-6-3合金，价格又低，故逐渐得以应用，但ZA27合金由于其成分与组织结构满足不了某些重载、低速条件下工作的磨损件要求，尤其在重载、且润滑条件不良时，常有粘轴现象，而使该合金不能广泛应用。

本发明合金主要目的，是提供一种成本低，具有抗高磨损不粘轴的锌基耐磨合金，为了克服锡青铜ZQSn6-6-3和ZA27合金存在的问题，在合金中增加两种变质剂即硅和稀土元素，使之改善合金组织结构与性能，提高合金的耐磨性和承载性。

本发明合金是以锌为基的含铝（AL）、铜（CU）、镁（Mg）和变质剂硅、稀土、En为余量元素组成，它的最佳成份是：

（AL）20-26%、（CU）1.5-3.0%、（Mg）0.01-0.15%、（Si）0-3.5%、（RE）0.01-0.06%、En为余量。

本发明合金的制备，可按常规法进行，熔炼设备为坩埚，熔炼时加入铝、铝铜、铝镁、铝硅、铝稀土中间合金，熔炼温度控制在650℃-800℃，上述合金充分溶解后，将锌全部加入合金中，然后扒渣、搅拌采用钟罩压镁，最后用干燥的氯化锌除气，待沸腾停止，温度达到550℃-600℃，即可出炉烧铸合格坯料。

本发明合金，针对锡青铜ZQSn6-6-3和EA27合金，耐磨性能差与粘轴等问题，选用稀土和硅元素作为强化变质剂，变质剂处理温度为750℃-800℃，稀土元素在合金中，呈化合物多相分布均匀的软基体状态存在，使合金得到细化晶粒结构，提高了合金的耐磨性，耐磨性能为EA27合金二倍，硅元素变质剂在合金中使其软基体组织，在细化晶粒基础上，弥散分布着硅硬质点，由于硅硬质点的增加，防止了锌合金与其配合材的粘附问题提高了合金的承载性，承载性能为EA27合金的1.84倍。

本发明合金与其锡青铜ZQSn6-6-3、EA27合金，通过中国科学院金属研究所摩擦学研究室，进行摩擦试验得出的比较数据（表1、表2、表3），可以看出本发明合金耐磨性与承载性优于其它两种合金。

从表1、表2，表3所见，本发明合金在耐磨性试验或者一次性试验、连续试验的磨痕宽都小于其它两种合金，而磨擦系数大于其它两种合金，总失重小于其它两种合金。从磨痕宽和总失重上看，本合金耐磨性能和承载性能远远超过其它两种合金。

本发明合金实施例：

采用20＃石墨坩埚，并将坩埚予热至暗红色，然后按顺序将铝、铝硅、铝铜中间合金加入坩埚中，熔炼温度为650℃，全部熔化后需充分搅拌，使合金均匀化，扒渣后投入铝稀土合金，待其充分溶解后，再将锌全部加入合金中，扒渣、搅拌，用钟罩压镁，最后用干燥的氯化锌除气，沸腾停止，在充分搅拌基础上，温度为550℃即可出炉浇铸。