高铝锌基合金作为轴瓦材料可行性进一步探索

《高铝锌基合金作为轴瓦材料可行性进一步探索》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、工艺与装备35高铝锌基合金作为轴瓦材料可行性的进一步探索12许乐生李卫东(1.中国重汽济南桥箱有限公司,济南250116;2.山东省机械设计研究院,济南250031)摘要:本文就用较廉价的ZA27合金来代替昂贵青铜合金(ZQSn6-6-3和ZQA19-4,砂型铸造机械性能分别为:σ177[3])作为轴瓦材料进行了探索。b和392Mpa,δ8%和10%,硬度60HB和100HB关键词:高铝锌基合金轴瓦可行性探索1前言高铝锌基合金(ZA27)是七十年代中期加拿大Notanda研究中心研制的新型材料[1]。其主要用途是制作耐磨件[2]

2、。本文就用较廉价的ZA27合金来代替昂贵青铜合金(ZQSn6-6-3和ZQA19-4,砂型铸造机械性能分别为:σ177[3])作b和392Mpa,δ8%和10%,硬度60HB和100HB为轴瓦材料进行了探索。从机械性能上看,ZA27合金的抗拉强度(450Mpa)和硬度值(120HB)[3]都较高,达到或超过了青铜的性能值;但ZA27合金的砂型铸态延伸率偏低(2~4%),这在某些应用场合,势必不能满足对部件的机图1顺序凝固铸造方案及试样截取部位械性能要求,本文的目的这一是探索提高ZA27合金的延伸率和途径。同时针对ZA27合金的摩

3、擦系数偏高,合金试验时固定不动,试样上加载P=686N;对磨试件为GCr15组织中缺少减摩耐摩硬质点的问题[4],在ZA27合金中加钢(HRC60),尺寸为φ50mm。光洁度为▽7,转速为入适量的铁元素,研究含铁量、变质处理和致密度等对n=200rpm,充分润滑,每个试样运转20分钟后测定其摩擦ZA27合金摩擦磨损性能的影响。系数和磨损量。2试验方法3试验结果与分析ZA27合金的化学成分是(重量):Al27%,Cu2%,Mg0.3.1ZA27合金的机械性能02%,Zn余量,含铁量不大于0.2%。ZA27合金的机械性能是由冷却速度

4、、补缩条件和变原材料采用Zn-1纯锌、Al-00纯铝、Mg-1纯镁和质处理等因素决定的。为了考察这些因素对机械性能的影Al-50%Cu、Al-10%Ce、Al-1%B、Al-18%Fe中间合金。在响,作者采用图1的顺序凝固铸造方案,试验结果见表1。SG5-12型坩埚电阻中用石墨坩埚熔炼。熔炼工艺为:升在顺序凝固过程中,铸件底部能得到上部金属液的充温,坩埚微红时加入铝块,待全部熔化后,依次加入锌块、分补缩;同时,由于底部冷铁和上部耐热砖的放置,使铸铝铜中间合金及回炉料,并注意控制炉温在700℃以下;件垂直方向产生一定的温度,导致A

5、、B、C、D各段的冷却然后,用钟罩压入镁。根据需要用Al-10%Ce、Al-1%B等速度不同(VA>VB>VC>VD),从而使各段的致密度*不进行变质处理,而后静置、扒渣、测温,充分搅拌后浇注,同。未变质的ZA27合金各段的孔隙率对机械性能的影响浇注温度为580~600℃。见图2所示。采用如图1所示的顺序凝固铸造方案。四周用砂型,从图2可见,按照A→B→C→D的凝固顺序,随着冷底部用冷铁,浇注完毕后上面用预热到700℃的保温砖复却速度的减慢,铸件的缩松越来越严重,孔隙率越来越盖,造成自下而上的顺序凝固过程。待冷却后,把试块割大,

6、延伸率越来越小,其中C、D段的延伸率大幅度下降。成A、B、C、D四段,再将每段各加工成两根φ10mm的拉而抗拉强度和硬度值随铸件孔隙率的变化较小。伸试棒。耐磨试样也在各段试块上截取。在顺序凝固条件下,如添加微量硼和铈进行变质处抗拉强度和延伸率在65吨万能液压机上测量,硬度理,不但可细化晶粒,而且还能减少或消除显微缩松,从值在HB-300型布氏硬度机上测试。而使合金的塑性得到提高。从表1可见,加变质剂的合金摩擦摩损试验在MM-200型摩擦磨损试验机上进行,比不加变质剂的延伸率约可提高一倍,达到6%~10%。同待测材料加工成20×1

7、2×10mm长方体试样,光洁度▽7,时可见,含铁量较高的ZA27合金,经铈变质处理后,延伸36现代制造技术与装备2008第1期总第182期其摩擦系数偏高,耐磨性还不够理想[3]。本文用加入适量表1顺序疑条件下变质前后的机械性能添加元素加入量抗拉强度的含铁量、变质处理和提高合金的致密度等方法进行了试样号*(wt%)(MPa)延伸率(%)试验,试验结果见表2和图3。6A4335.2从表2可见,ZA27合金经变质处理后,摩擦系数和磨6B4113.6无损量明显降低,加入0.01%B和0.04%Ce的ZA27合金比6C3871.6未变质的

8、ZA27合金磨损量分别下降44%和56%。由此可6D3851.1见,变质处理使ZA27合金的耐磨性得到较大的提高。7A4208.07B4104.6表2变质处理及含铁量对摩擦磨损性能的影响0.01B7C3922.4试样号6A7A8A9A7D3902.0变质处理未变