一种铸造耐磨耐蚀锌铝合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101967584A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101967584A(43)申请公布日2011.02.09(21)申请号201010556309.0(22)申请日2010.11.24(71)申请人沈阳工业大学地址110870辽宁省沈阳市经济技术开发区沈辽西路111号(72)发明人曲迎东刘敬福李荣德白彦华马广辉(74)专利代理机构沈阳智龙专利事务所(普通合伙)21115代理人宋铁军(51)Int.Cl.C22C18/04(2006.01)C22C1/03(2006.01)B22D27/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种铸造耐磨耐蚀锌铝合金及其制备方法(57)摘要一种耐磨耐蚀锌铝合金材料，成分及重量百分比为：Al27%-43.5%，Cu1.5%-2.5%；Mn0.2%-1.0%，Ni0.1%-0.9%，余量为Zn和不可避免的杂质。制备方法包括：装有铝锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金和铝镍中间合金的坩埚放入电阻炉，熔化后降温，放入锌锭，保温、扒渣、加覆盖剂、除杂，得金属液；用电磁搅拌设备进行制坯。本发明铸造耐磨耐蚀锌铝合金材料具有较高的强度、耐磨性和耐蚀性。耐磨耐蚀锌铝合金可用于柴油机主轴套和履带式推土机、装载机、挖掘机行走机构的支重轮、引导轴的轴套等。可以预见，随着锌铝合金材料的性能提高和潜在市场逐渐被开发，其社会应用前景必将十分广阔。CN10967584ACN101967584A权利要求书1/1页1.一种耐磨耐蚀锌铝合金材料，其特征在于：所述材料中的成分及其重量百分比（wt%）为：Al27%-43.5%，Cu1.5%-2.5%；Mn0.2%-1.0%，Ni0.1%-0.9%，余量为Zn和不可避免的杂质。2.一种如权利要求1所述耐磨耐蚀锌铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：（1）先将箱式中温电阻炉加热到750℃，然后分别把装有铝锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金和铝镍中间合金的坩埚放入箱式中温电阻炉中，待其全部熔化后，温度降至700℃，然后放入锌锭，保温30min后，扒渣、加入覆盖剂，覆盖剂为质量百分数为50%的NaCl和质量百分数为50%的KCl组成的混合物，然后用六氯乙烷除气除杂，得到金属液；（2）采用电磁搅拌设备进行电磁搅拌制坯，设备包括调压变压器和搅拌装置；电磁搅拌时，将已经预热到300℃的石墨坩埚放在电磁搅拌装置中，将金属液浇注到石墨坩埚中进行电磁搅拌，直至其完全凝固，得到锌铝合金材料。3.根据权利要求1所述耐磨耐蚀锌铝合金材料的制备方法，其特征在于：调压变压器额定功率9KW，输入电压380V，输出电压0～430V，输出电流0～50A。4.根据权利要求1所述耐磨耐蚀锌铝合金材料的制备方法，其特征在于：浇注温度为650～670℃。5.根据权利要求1所述耐磨耐蚀锌铝合金材料的制备方法，其特征在于：电磁搅拌时间：60～120s。6.根据权利要求1所述耐磨耐蚀锌铝合金材料的制备方法，其特征在于：电磁搅拌时加载电压为120～150V。2CN101967584A说明书1/6页一种铸造耐磨耐蚀锌铝合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种铸造耐磨耐蚀锌铝合金及其制备方法，属于新型锌基轴承及轴套材料领域。背景技术[0002]锌铝合金熔点低、机械性能好，因而在工业中得到了广泛的应用。用该合金体系制造的铸件主要用在五个方面：一是构件类，如用于造纸机械、纺织机械、制砖机械、筑路机械、冶金机械、起重机械、印刷机械、塑料机械及矿山机械等的配件；二是轴瓦、轴承、滑板及滑块等；三是汽车、拖拉机配件；四是模具类，如铸塑模、吹塑模、压型模、冲载模；五是装饰工艺品。另外它具有良好的切削加工性能及良好表面精整性能。它还具有好的压密性和可镀性，可进行电镀和阳极极化处理。锌铝合金结晶温度区间大，常规铸造宏观偏析严重，初生树枝晶间存在低熔点共晶区。温度升高，其强度、硬度急剧下降，超过150℃后，抗拉强度低于铝合金和铜合金，这严重限制其在高温环境中应用。锌合金制成具体制件往往在复杂的工况下使用。以轴承为例，可能在交变负荷下工作，特殊用途轴承正向高转速、高负荷、低噪声等方向发展。延长轴承使用寿命,必须在选择材料方面采取措施,使其能承受复杂应力以及耐磨和耐腐蚀能力,以满足恶劣的使用条件。[0003]电磁搅拌技术应用于冶金过程已经经历了很长的时间。在20世纪30年代初期，瑞典人德雷富斯就发现用移动磁场可以在熔融的金属中产生足够大的搅拌力，并能达到较满意的搅拌效果。1961年朗金贝格研究发现：在交变电磁场中凝固，钢锭的晶粒可以被细化。这一研究结果促使泡普迈尔等人将电磁搅拌应用到钢锭的连铸生产中。在电磁力的作用下，加速了凝固重金属液的流动，可以改善氧化物、硫化物的分