一種高強度高耐磨可焊接的鋁基合金的制作方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及一種高強度高耐磨可焊接的鋁基合金。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅合金具有耐磨性好的特點，一直被廣泛應(yīng)用，但由于其室溫強度較低，硬度不 高，摩擦系數(shù)較高，其應(yīng)用范圍受到很大限制。
[0003] 鋅鋁合金具有相對密度低，摩擦系數(shù)低，減震和無磁性能好以及無火花易切削等 優(yōu)點，這種合金還具有優(yōu)良的力學(xué)性能和鑄造性能，成本低，熔煉工藝簡單，已經(jīng)在國內(nèi)外 得到了廣泛的應(yīng)用，日益成為銅合金的優(yōu)良代用材料。但在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，在一些特殊場 所，利用現(xiàn)有鋅鋁合金加工的零部件達不到期望的力學(xué)性能要求，如：壓力機螺母，經(jīng)常會 出現(xiàn)其內(nèi)齒斷裂的現(xiàn)象，再比如減速機蝸輪和針織機針筒等，其外齒也有斷裂等現(xiàn)象發(fā)生。 另外，現(xiàn)有的鋅鋁合金制品可焊接性能較差，制約了其使用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種高強度高耐磨可焊接的鋁基合金，用以 克服現(xiàn)有鋅鋁合金強度低、耐磨性差和焊接性能差的缺陷。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0006] -種高強度高耐磨可焊接的鋁基合金，其特征在于其合金為鋁基合金，含有鋅、 銅、鎂、鎳、硅、錳、Ce稀土和其他不可避免的雜質(zhì)元素。
[0007]合金重量百分比組成為：A143 ~50%、Cu2 ~4%、MgO. 02 ~0? 06%、Mn0. 1 ~0? 5%、 NiO. 1~0? 5%、SiO. 5~2%、Zn43~50%，Ce稀土 0? 05~0? 5%以及其他雜質(zhì)總和彡0? 2%。
[0008] 優(yōu)選的合金重量百分比組成為：A145~48%、Cu2~3. 5%、MgO. 02~0. 04%、 MnO. 1 ~0? 5%、NiO. 1 ~0? 5%、SiO. 5 ~2%、Zn45 ~50%，ReO. 05 ~0? 5% 其他雜質(zhì)總和 彡 0? 2%〇
[0009] 采用鋼模鑄造，經(jīng)200~350°C均勻化處理1~5小時，空冷后達到最終強度。
[0010] 合金中添加Ni、Mn和Ce稀土可以復(fù)合細化金屬晶粒，提高合金的綜合力學(xué)性能。 Mn可以提尚合金的尚溫性能，促進人工時效。Ni可以細化合金晶粒，提尚力學(xué)性能。Ce稀 土和Si可以球化晶粒，提高合金耐磨性能。Cu有助于合金的總體加工性能，提高合金熱加 工時的塑性，增強熱處理強化效果，降低合金的各向異性，提高焊接性能。Mg有助于微細彌 散相的形成和阻止熱加工及熱處理過程中再結(jié)晶的發(fā)生。Zn的加入可提高材料的耐磨性能 和自潤滑效果。
[0011] 本發(fā)明的高強度高耐磨可焊接的鋁基合金具有良好的易切削性，優(yōu)異的機械性能 以及優(yōu)異的耐磨性性和可焊接性，可廣泛應(yīng)用于制造蝸輪、軸套、軸瓦、螺母、滑塊以及換熱 器進出接口（焊接)?？商娲F(xiàn)有的銅合金和鋅基合金。
[0012] 本發(fā)明的合金生產(chǎn)的產(chǎn)品具有優(yōu)異的機械性能以及優(yōu)異的耐磨性和可焊接性；可 以與硬鋁、6063、1050等鋁合金材料進行焊接。生產(chǎn)成本低，與現(xiàn)有鋅鋁合金相當，在國內(nèi)外 市場都具有競爭優(yōu)勢，可替代黃銅、錫青銅和鋅基合金。
【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明。
[0014] 采用合金分段加入化法和熔劑保護法在工業(yè)電阻爐中進行熔煉，采用鋼模鑄造， 經(jīng)200~350°C均勻化處理1~5小時，空冷后達到最終強度。
[0015] 按具體的合金成分進行鑄造，熱處理，具體的工藝流程如下：鋁錠鋅錠銅錳鎳硅融 化一除氣一壓入鎂塊一Ce稀土變質(zhì)一除氣一打渣一鑄件一熱處理。
[0016] 具體流程為：電阻爐內(nèi)加熱鋁錠鋅錠銅錳鎳硅，等合金熔化后除氣，壓入鎂塊，然 后稀土變質(zhì)，二次除氣打渣后澆鑄鑄件，最后進行熱處理。
[0017] 本發(fā)明制備的高強度高耐磨可焊接鋁基稀土合金具體的合金成分見表1。
[0018] 表1發(fā)明試樣化學(xué)成分（％ )表
【主權(quán)項】
1. 一種高強度高耐磨可焊接的鋁基合金，其特征在于其合金為鋁基合金，含有鋅、銅、 鎂、鎳、硅、錳、Ce稀土和其他不可避免的雜質(zhì)元素。
2. 如權(quán)利要求1所述的高強度高耐磨可焊接的鋁基合金，其特征在于合金重量百分比 組成為：A143 ~50%、Cu2 ~4%、MgO. 02 ~0? 06%、MnO. 1 ~0? 5%、NiO. 1 ~0? 5%、SiO. 5 ~ 2%、Zn43~50%，Ce稀土 0. 05~0. 5%以及其他雜質(zhì)總和彡0. 2%。
3. 如權(quán)利要求2所述的高強度高耐磨可焊接的鋁基合金，其特征在于合金重量百分比 組成為：A145 ~48%、Cu2 ~3. 5%、MgO. 02 ~0? 04%、Mn0. 1 ~0? 5%、NiO. 1 ~0? 5%、SiO. 5 ~ 2%、Zn45~50%，ReO. 05~0? 5%其他雜質(zhì)總和彡0? 2%。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的高強度高耐磨可焊接的鋁基合金，其特征在于采用鋼 模鑄造，經(jīng)200~350°C均勻化處理1~5小時，空冷后達到最終強度。
【專利摘要】本發(fā)明是一種高強度高耐磨可焊接的鋁基合金，其合金為鋁基合金，含有鋅、銅、鎂、鎳、硅、錳、Ce稀土和其他不可避免的雜質(zhì)元素。該材料強度高，抗拉強度450MPa～540MPa，耐磨性是錫青銅的三倍到五倍，可與各種鋁材焊接。
【IPC分類】C22C21-10, C22C30-06, C22C18-04
【公開號】CN104762539
【申請?zhí)枴緾N201510172810
【發(fā)明人】程鵬, 程文睿
【申請人】程鵬
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月13日