一種耐磨鋁合金及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種耐磨鋁合金及其生產(chǎn)方法，屬于合金制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓鑄件是一種壓力鑄造的零件，是使用裝好鑄件模具的壓力鑄造機械壓鑄機，將 加熱為液態(tài)的銅、鋅、鋁或鋅合金等金屬澆入壓鑄機的入料口，經(jīng)壓鑄機壓鑄，鑄造出模具 限制的形狀和尺寸的銅、鋅、鋁零件或鋅合金零件，這樣的零件通常就被叫做壓鑄件。壓鑄 件在不同的地方有不同的叫法，如壓鑄零件、壓力鑄件、壓鑄件、壓鑄鋁、壓鑄鋅件、壓鑄銅 件、銅壓鑄件、鋅壓鑄件、鋁壓鑄件鋁壓鑄件、鋁壓合金鑄件、鋅合金壓鑄零件等。由于金屬 銅、鋅、鋁及鋅合金具有很好的流動性和可塑性，而且鑄造加工是在有壓力的壓鑄機中鑄 造，因此鋁壓鑄件可以做出各種較復(fù)雜的形狀，也可作出較高的精度和光潔度，從而很大程 度的減少了鑄件的機械加工量和金屬銅、鋅、鋁或鋅合金的鑄造余量，不僅節(jié)約了電力、金 屬材料、還大大節(jié)約了勞動成本;而銅、鋅、鋁及鋅合金具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性，較小的比重和高 可加工性;從而壓鑄件被廣泛應(yīng)用于汽車制造、內(nèi)燃機生產(chǎn)、摩托車制造、電動機制造、油栗 制造、傳動機械制造、精密儀器、園林美化、電力建設(shè)、建筑裝飾等各個行業(yè)。
[0003]現(xiàn)有壓鑄用合金材料通常包括鋁、鐵、銅、鋅等成分，由于合金中各元素的含量不 同，因此各元素在合金中空間分布差異較大，導(dǎo)致各合金綜合性能不同，特別是力學(xué)性能上 差異較大。鑄造過程容易出現(xiàn)疏松、偏析等缺陷，并且其使用溫度也較低，常常由于重載條 件下摩擦磨損所產(chǎn)生的大量放熱使得零部件溫度過熱而難以使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述不足，本發(fā)明目的提供一種適用于高溫重載工作的鋁合金及其制備方 法，該鋁合金硬度高、耐磨性好。
[0005]本發(fā)明的方案如下：一種耐磨鋁合金，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成： 鐵3·2-4·15%、鋅10·2-11·2%、銅9·66-10·15%、銥1·25-1·5%、鎢0·44-0·62%、鉺0·28-0 · 35%、釕1 · 02-1 · 22%，鈷0 · 33-0 · 89%，余量為鋁。
[0006]進一步，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成： 鐵3·55-4·05%、鋅10·35-10·89%、銅9·87-10·02%、銥1·33-1·48%、鎢0·52-0·59%、鉺 0 · 29-0 · 33%、釕1 · 08-1 · 17%，鈷0 · 42-0 · 75%，余量為鋁。
[0007] 進一步，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成：鐵3.89%、鋅10.65%、銅9.99%、銥 1 · 42%、鎢 0· 57%、鉺 0· 31%、釕1 · 12%，鈷 0· 55%，余量為鋁。
[0008] -種的耐磨鋁合金的制備方法，包括以下步驟： 1)將鐵、鋅、銅、媽、錯、依放入真空熔煉爐坩堝中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，開始升溫， 待溫度升至840-950°C后，停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至4X104Pa;然后繼 續(xù)升溫至1250-1320°C，形成合金液，在合金液中充入惰性氣體并攪拌30-40分鐘，將合金液 冷卻，得到中間合金； 2) 將中間合金與鉺、舒、鈷加入到真空熔煉爐坩堝中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，開始升 溫，待溫度升至840-950°C后，停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至4X104Pa;然 后繼續(xù)升溫至1250-1320°C，待合金完全溶解，精煉靜置25-35分鐘后，檢驗熔體成分合格后 即得精煉液； 3) 將精煉液降溫至650-700°C后壓鑄到經(jīng)過預(yù)熱至250-275°C的模具型腔中，其中充型 開始時的精煉液熔體流速為〇. 35m/s、鑄造壓力為77MPa，充型率超過62 %后，提高精煉液的 熔體流速至2.1m/s、鑄造壓力為102MPa，直至充型壓鑄結(jié)束； 4) 熱處理:將壓鑄鑄件在415°C條件下均勻化28-32h后水淬至室溫后，再升溫至165-175°C進行12-15h的時效處理，即得鋁合金。
[0009] 本發(fā)明中各成分及含量的合理配置，保證鋁合金具有足夠的力學(xué)性能，特別是適 用于重載、高溫使用環(huán)境下的力學(xué)性能，同時優(yōu)化選取了壓鑄的工藝參數(shù)和精煉時惰性氣 體壓力參數(shù)，提高其合金力學(xué)性能。本發(fā)明不但具有優(yōu)異的常溫力學(xué)性能，即便在超過150 °C的條件下仍能滿足使用要求，特別適用于制備高溫重載工作條件下的壓鑄件。
【具體實施方式】
[0010] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0011] 實施例1 一種耐磨鋁合金，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成:鐵3.89%、鋅10.65%、銅9.99%、銥 1 · 42%、鎢 0· 57%、鉺 0· 31%、釕1 · 12%，鈷 0· 55%，余量為鋁。
[0012] 一種的耐磨鋁合金的制備方法，包括以下步驟： 1) 將鐵、鋅、銅、媽、錯、依放入真空熔煉爐坩堝中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，開始升溫， 待溫度升至865°C后，停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至4X104Pa;然后繼續(xù)升 溫至1280°C，形成合金液，在合金液中充入惰性氣體并攪拌35分鐘，將合金液冷卻，得到中 間合金； 2) 將中間合金與鉺、舒、鈷加入到真空熔煉爐坩堝中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，開始升 溫，待溫度升至865°C°C后，停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至4X104Pa;然后 繼續(xù)升溫至1280°C，待合金完全溶解，精煉靜置26分鐘后，檢驗熔體成分合格后即得精煉 液； 3) 將精煉液降溫至680°C后壓鑄到經(jīng)過預(yù)熱至260°C的模具型腔中，其中充型開始時的 精煉液熔體流速為0.35m/s、鑄造壓力為77MPa，充型率超過62 %后，提高精煉液的熔體流速 至2.1m/s、鑄造壓力為102MPa，直至充型壓鑄結(jié)束； 4) 熱處理:將壓鑄鑄件在415°C條件下均勻化30h后水淬至室溫后，再升溫至170°C進行 13h的時效處理，即得鋁合金。
[0013] 實施例2 一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成：鐵3.99%、鋅10.65%、銅10 %、銥 1 · 35%、鎢0 · 56%、鉺0 · 315%、釕 1 · 12%，鈷0 · 51 %，余量為鋁。
[0014] 制備方法同實施例1。
[0015] 實施例3 一種耐磨鋁合金，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成:鐵3.56%、鋅10.45%、銅9.85%、銥 1 · 38%、鎢Ο· 48%、鉺Ο· 31 %、釕 1 · 09%，鈷Ο· 55%，余量為鋁。
[0016]制備方法同實施例1。
[0017] 實施例4 一種耐磨鋁合金，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成： 鐵4.12%、鋅11 · 1%、銅 9 · 97%、銥1 · 41%、鎢 0· 5%、鉺0· 29%、釕 1 · 12%，鈷 0· 52%，余量為鋁。
[0018]制備方法同實施例1。
[0019] 實施例5 一種耐磨鋁合金，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成： 鐵3·89%、鋅10·99%、銅9·66-10·15%、銥1·25-1·5%、鎢0·4