[其他]鋁鋅硅錳稀土軸承合金的配方和澆注方法

在審

• 申請號: 101986000003116
• 申請日: 1986-04-28
• 公開（公告）號: CN86103116B
• 公開（公告）日: 1987-12-02
• 發明（設計）人: 項宏瑤;郭蘇軍;馬恒玉;陳慶剛;孫緯正;袁培燕;宮本奎;張學欽;王樹文;張德生
• 申請（專利權）人: 山東省冶金研究所
• 代理公司: 山東省專利服務處
• 代理人: 張守琪

一種鋁鋅硅錳烯土軸承合金的配方和澆注方法，按照本發明的配比熔制的軸承合金既具有軸承合金所要求的多相結構的基體組織，又具有比巴氏合金和其它軸承合金更突出的軟質、高強、耐磨、耐蝕、不銹等特點，是比巴氏合金以及其它軸承合金更為理想的低速、重載軸承合金材料本發明提供的軸承合金澆注工藝，完全拼棄了現有軸承合金澆注前對鋼殼進行清洗、掛錫的復雜處理過程，采用了一種工藝簡單、操作方便、結合牢固的直接澆注新工藝。

本發明涉及一種軸承合金的配方及其澆注工藝的革新方案。

軸承合金是制造滑動軸承的特定材料。常用的軸承合金有傳統的巴氏合金、銅基合金、鋁基合金等多種有色金屬合金。

巴氏合金是承受中等負荷的軸承合金中比較理想的材料，特別是其中的钖銻合金比其它的軸承合金有較好的順應性，抗咬合性和嵌藏性，比鉛銻合金則有較好的耐磨性。但也有其不足之處。例如：①因其基體過軟，強度太低，抗疲勞性和承載重負荷的能力都不如銅基合金和鋁基合金，所以不能能用做整體軸瓦，也不能適用于比壓力較高的重載軸瓦。這個致命的弱點，嚴重限制了它在應用領域上的開拓，銅基和鋁基合金雖可用做重載軸瓦，但價格太貴。也影響普及;②由于銻比钖輕，在澆注時如不采取適當措施，則會產生比重偏析，得不到均勻的組織和性能;③因其強度和硬度都比較低，為了保證合金牢固粘結在鋼殼內表面上，只能傳統性地采用十分復雜的熔鑄方法，即在澆注之前，必須將軸承鋼殼進行如下的處理：堿洗-水洗-酸洗-水洗-沸水清洗-涂保護劑-涂熔劑-掛钖。如果不經過這個處理程序而直接進行澆注。勢必發生合金與鋼殼脫開的現象。而這種處理程序不僅工藝復雜，技術不易掌握，而且掛钖也是一個十分復雜細致的過程。常用的掛钖方法有浸入法和钖條涂抹法，而這兩種方法都必須掛钖之后立即澆注，否則掛钖液冷卻后，澆注的合金仍易出現粘合不良的缺陷;④因選用的原料比較貴重，加上制造工藝復雜，必然造成成本高、價錢貴、供應緊張等現象。

本發明的目的是針對巴氏合金的材料及其澆注工藝中存在的一系列問題，提出以下的革新方案：

第一，提供一種承載能力大、耐磨性能好、磨軸輕、制造工藝簡便、用料低廉、造價低，并能取代巴氏合金、鋁基合金和銅基合金的新型低速、重載軸承合金。

第二，提供一種既能完全排除巴氏合金澆注前的復雜處理工藝，又能確保軸承合金與軸承鋼殼牢固結合的簡易可行的澆注工藝設計方案。

本發明的基本要點是：①根據滑動軸承合金的設計原理設計一種以鋁、鋅、硅、錳和稀土合金為主體的軸承合金新材料的配比方案。在這個方案中，鋁、鋅為基本元素，可在合金中形成較軟的固溶體富鋁相和富鋅相，而硅所形成的Si相和銅所形成的CuZn₃電子化合物都是較硬的質點，在合金中起支承和自潤滑的作用，鎂、錳和稀土合金等可大幅度地提高合金的強度、韌性、耐磨性和耐蝕性，因而使這種合金用于制造軸承時，既由于具備軟基體加硬質點的組織結構特點，而可以改善軸承的嵌藏性和自潤滑性;又由于強度和韌性較高而使合金具有較高的抗疲勞性。②利用本發明提供的軸承合金材料所擁有的高強度、高硬度和高線性收縮等特點，采用直接澆注的方法將軸承合金澆注到軸承鋼殼內，可使合金與軸承鋼殼牢固的結合成一體。

本發明的具體實施方案如下：

1.Al-Zn-Si-Mn-RE軸承合金的成份如表一所示

表一

表中的Al、Zn、Si、Cu、Mn、Mg和RE是必要成份，Sb、Pb、Ti、是選擇成份;這些成份的最佳值是：Al40～50%、Zn30～40%、Si3～8%、Cu1～5%、Mn3～6%、Mg0.05～0.1%、RE0.2～0.3%。

2.Al-Zn-Si-Mn-RE軸承合金的熔制工藝：

（1）原料選用與準備：為確保合金的質量，必須采用純度較高的原材料，其中：

Al：采用3號以上鋁錠，

Zn：采用Zn-1，Zn-2，Zn-3，

Si：采用Al-Si中間合金，

Mn：采用Al-Mn中間合金或金屬錳，