[其他]鋅鋁銅硅系多元合金齒輪材料

在審

• 申請號: 101988000000097
• 申請日: 1988-01-09
• 公開（公告）號: CN1005992B
• 公開（公告）日: 1989-12-06
• 發明（設計）人: 張琰;竺一葦;張敏;張玉平
• 申請（專利權）人: 太原重型機械學院;國營三益電子計算機公司
• 代理公司: 太原專利事務所
• 代理人: 王思俊

一種用于制造齒輪的材料－－鋅鋁銅硅系多元合金。用該合金通過壓鑄法生產中小型承載傳動的齒輪，可使生產齒輪的工藝簡化、工序減少、生產效率大為提高，生產成本大大降低，適合于大批量生產，同時，用該合金制造的齒輪具有耐磨性好，減震性好，傳動設備重量輕等優點。

本發明屬于冶金范疇，具體涉及一種制造中小型承載傳動齒輪所用的有色合金材料-鋅鋁銅硅系多元合金。

在機械制造工業中，制造齒輪所用的材料有許多種，有鋼、鐵、銅合金及非金屬材料等，一般以鋼齒輪應用最多，但鋼齒輪多是通過機械加工制造的，生產一件齒輪工序多、工藝較復雜，生產周期長、生產效率低，生產成本也比較高。其它材質的齒輪，由于各有一些不同的優點和缺陷，僅適用于一些特殊需要的場合中。

本發明的目的在于提供一種用于制造中小型承載傳動的齒輪材料-鋅鋁銅硅系多元合金，可用壓鑄方法生產齒輪，使生產一件齒輪的工藝簡化、工序減少、生產效率大為提高，生產成本大大降低，適合于大批量生產。生產的齒輪其性能和質量均能達到中小型承載傳動齒輪的要求。

本發明所提供的鋅鋁銅硅系多元合金，其組分（按重量百分數計）為含25～60%AL，2～6%Cu，2～6%Si，0.01～0.05%Mg以及0.005～1%RE、B、Sr、Na和P中的一種或多種元素，余量為Zn。

上述多元合金各元素的含量及作用如下：

25～60%AL：屬高鋁合金，當＜25%AL時，合金的強度較低，比重較大，隨AL含量的增加，合金的比重減小，耐磨性和耐蝕性會得到改善，但縮松及氣孔傾向增大，故最高限量為60%。

2～6%Cu：Cu元素對提高合金的硬度和耐磨性有明顯作用，但含量＞6%時，合金的韌性和延伸率會顯著降低。

2～6%Si：Si元素能顯著改善合金的耐磨性，對提高齒輪使用壽命有重要作用;但當Si含量＜2%時，作用不明顯;＞6%時，韌性和鑄造性能會下降。

0.01～0.05%Mg：Mg元素有明顯的提高合金硬度和改善耐磨性的作用，并能抑制雜質元素Pb和Sn的有害影響，且能改善合金的耐蝕性。

0.005～1%RE，B，Sr，Na和p：這些元素都是附加的變質元素，能細化硅相，改善該齒輪材料的韌性和接觸疲勞強度。

本發明的優點及積極效果：

1、本發明所述的鋅鋁銅硅系多元合金，其熔煉、壓鑄工藝性能優良，在冷室壓鑄條件下能大批量生產齒輪，并能保證質量要求。由于熔煉和澆注溫度比較低，可延長模具使用壽命。

2、本發明所述的鋅鋁銅硅系多元合金，其比重比鋼鐵要小，（γ＝3.5～5克/厘米³）因此，可使傳動裝置的重量減輕。

3、本發明所述的鋅鋁銅硅系多元合金，具有良好的減震性能，因此，用該合金制造的齒輪，傳動時噪音小，在高速運轉時，效果更為明顯。

4、用本發明所述的鋅鋁銅硅系多元合金制造的齒輪，機械性能良好，其σb＝350～450MPa，HB＝140～180。

5、用本發明所述的鋅鋁銅硅系多元合金，其摩擦系數小，耐磨性能良好。

在MM200耐磨試驗機上，用圓柱試樣滾動試驗，在負荷150公斤、上下試樣均為φ30、轉速分別為180轉/分和200轉/分及在潤滑條件下相對滾動和滑動對摩，經10小時后的試驗，數據為下：（注：下試樣均為鐵基合金粉末試樣）。

本發明已作過工業性試驗，用其組分（按重量百分數計）為25～60%AL，3～5%Cu，2～5%Si，0.01～0.05%Mg以及0.005～1%RE、B、Sr、Na和P中的一種或多種元素，余量為Zn的多元合金，制造出具有三道齒圈，并能進行三級變速的φ185平面齒輪（參見專利CN86104406A）。

經試驗證明采用本發明所述的合金，用壓鑄法制造的φ185模數為3的平面齒輪，可傳遞扭矩達21.6Kg.m。解決了實施CN8207965（傳動軸式變速人力三輪車）和CN86207921（傳動軸式變速自行車）中齒輪生產的關鍵。