專(zhuān)利名稱：一種耐磨件用多元錳鋁青銅新材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐磨件用多元錳鋁青銅新材料，特別適用于惡劣環(huán)境溫度高、粉塵大、潤(rùn)滑條件差、負(fù)荷大、沖擊大、磨損嚴(yán)重等，如冶金設(shè)備用耐磨銅件-軋機(jī)主傳動(dòng)萬(wàn)向接軸銅滑塊、鉗吊銅導(dǎo)板、剪切機(jī)銅襯板、銅軸瓦軸套、銅鏍母等。
目前在惡劣環(huán)境下，如冶金用耐磨銅件所用材料一般為鋁青銅(典型代表是ZQAL9-4，成分為Al8～10%、Fe2～4%，其余為Cu)、錫青銅(典型代表是ZQSn10-1，成分為Sn9-11%，P0.6～1.2%，其余為Cu和ZQSn6-6-3，成分為Sn5～7%、Zn5～7%、Pb2～4%，其余為Cu)。它們?cè)趷毫迎h(huán)境下的局限和不足是ZQAL9-4的干摩系數(shù)高、導(dǎo)熱性能差，故特別不適合在干摩擦或潤(rùn)滑不良及高負(fù)荷條件下使用，它在這樣的條件下易發(fā)生“咬卡”現(xiàn)象，致使使用壽命降低。而ZQSn10-1和ZQSn6-6-3在潤(rùn)滑不良的情況下，耐磨性能大大降低，且由于它們的強(qiáng)度和沖擊韌性較低，因而在使用中易產(chǎn)生斷裂而導(dǎo)致設(shè)備事故;它們的硬度低而在負(fù)荷大的狀態(tài)下磨損加快，從而降低使用壽命。上述材料的低使用壽命，不但浪費(fèi)大量青銅材料，而且增加了備件消耗，降低了作業(yè)率，增加了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
本發(fā)明的目的就是為解決上述問(wèn)題，為特別是在惡劣環(huán)境下工作的如冶金設(shè)備用耐磨銅件提供一種適用的新材料。這種材料應(yīng)具備良好的綜合機(jī)械性能，即同時(shí)具備高強(qiáng)度、高沖擊韌性、高硬度和高耐磨性。
本發(fā)明的目的這樣達(dá)到的-為使本發(fā)明具有良好的綜合性能，采用了多元合金化的原則錳鋁元素可使青銅合金的強(qiáng)度得到提高，當(dāng)含錳量增加時(shí)，強(qiáng)度可大幅度增加而塑性降低不多;當(dāng)青銅合金中的鐵達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)形成K相化合物，凝固時(shí)K相以細(xì)小質(zhì)點(diǎn)為結(jié)晶核心，細(xì)化晶粒，從而提高青銅合金的強(qiáng)度、硬度和耐磨性;鎳的作用是防止“緩冷脆性”和細(xì)化晶粒;尤其是為使本發(fā)明具有在惡劣環(huán)境下的良好耐磨性而添加了鈦和稀土，當(dāng)鈦含量達(dá)到一定值時(shí)，可起到精煉、除氣和細(xì)化晶粒的作用，可提高致密度，使青銅合金的沖擊韌性和強(qiáng)度大大提高。正是由于多元合金化的作用，使得本發(fā)明基體上彌散分布著多種高強(qiáng)度相的質(zhì)點(diǎn)，從而使本發(fā)明的綜合機(jī)械性能大大優(yōu)于一般青銅合金，特別是在惡劣環(huán)境下表現(xiàn)出極高的耐磨性。
實(shí)踐表明，本發(fā)明的最佳成分為Mn5～20%、Al6～10%、Fe2～5%、Ni1～6%、Ti0.5～3%、Re微量，其余為Cu。本發(fā)明可以通過(guò)常規(guī)的冶煉和鑄造獲得。
本發(fā)明的鑄態(tài)組織基體為塑性很好的α相加上強(qiáng)度和硬度都很高的β相，其上又均勻地分布著硬度極高的耐磨顆粒，形成了良好的耐磨組織，所以本發(fā)明的鑄態(tài)性能就很好，而且可以通過(guò)常規(guī)熱處理使其性能得到調(diào)整和全面提高。
本發(fā)明的鑄態(tài)性能、熱處理后的性能與一般錫青銅、鋁青銅性能對(duì)比如下表
從表中可以看出，本發(fā)明的強(qiáng)度、沖擊韌性、硬度要比一般牌號(hào)好得多抗拉強(qiáng)度是一般鋁青銅、錫青銅的2-4倍;沖擊韌性、硬度是一般鋁青銅、錫青銅的2-3倍。
本發(fā)明的試樣已在濟(jì)南鋼鐵總廠軋鋼分廠φ750初軋機(jī)主傳動(dòng)萬(wàn)向接軸做成銅滑塊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，壽命比ZQAL9-4提高到4.5倍，在250t、400t熱剪機(jī)上做成銅滑板進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，壽命比ZQAL9-4提高3倍;在天津鋼廠初軋廠φ750初軋機(jī)主傳動(dòng)萬(wàn)向接軸做成銅滑塊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，比ZQAL9-4提高壽命6倍;在天津軋鋼三廠φ650開(kāi)坯機(jī)上做成主傳動(dòng)萬(wàn)向接軸銅滑塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，壽命比ZQSn6-6-3提高4倍。
通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)也證明，本發(fā)明具有高強(qiáng)度、高沖擊韌性、高硬度和高耐磨性，特別適應(yīng)于惡劣環(huán)境如冶金設(shè)備用耐磨銅件，是一種理想的耐磨銅件用材料。
本發(fā)明進(jìn)行了初步檢索，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利，國(guó)內(nèi)成果尚未發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明成分完全相同，特別是適用于惡劣環(huán)境的耐磨件用多元錳鋁青銅材料的文獻(xiàn)。
本發(fā)明的實(shí)施應(yīng)用，將可節(jié)約大量的青銅材料并使用戶的備件消耗降低，提高設(shè)備利用率和增加產(chǎn)量，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種特別是適用于惡劣環(huán)境溫度高、粉塵大、潤(rùn)滑差、負(fù)荷大、沖擊大、磨損嚴(yán)重等如冶金設(shè)備耐磨銅件用的多元錳鋁青銅新材料，成分是Mn5～20%、Al6～10%、Fe2～5%、Ni1～6%、Ti0.5～3%、Re微量，其余為Cu。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元錳鋁青銅，其特征是為使其性能進(jìn)一步調(diào)整和獲得全面提高，可對(duì)其進(jìn)行常規(guī)熱處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐磨件用多元錳鋁青銅新材料，具有高強(qiáng)度、高韌性、高硬度和高耐磨性。鑄態(tài)σb＝750～900MPa、σ＝15～25％、αk＝100～200J/cm
文檔編號(hào)C22C9/01GK1061441SQ9110659
公開(kāi)日1992年5月27日 申請(qǐng)日期1991年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月21日
發(fā)明者袁厚之, 崔慶禮 申請(qǐng)人:山東省冶金研究所