一種耐磨鋅合金材料及制備方法技術

?本發明專利技術公開了一種耐磨鋅合金材料及其制備方法，該材料以鋅合金為基體，在基體中分布著由銅絲和鐵絲形成的金屬絲團，銅絲和鐵絲直徑均為1-2mm，金屬絲團的直徑為10-15cm，材料中銅絲與鐵絲的長度相當，兩種金屬絲共占材料的體積百分比為10-35%。本發明專利技術耐磨鋅合金材料具有較高的耐磨性能，且生產成本低，工藝簡單。?

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于金屬材料領域，涉及一種耐磨鋅合金材料及其制備方法。
技術介紹
在金屬材料領域中，耐磨鋅合金作為耐磨材料一直受到普遍重視。CN98110581. 5公開了一種耐磨合金材料，一種鑄造耐磨鋅一鋁合金。該材料以鋅 為基，鋁、銅為主要合金元素，通過加入銻、鎂、鈦、硼、鑭元素進行微量多元合金化處理和 晶粒細化、變質處理，并采用熔體熱處理熔煉工藝，獲得了晶粒細小的軟基體上分布著硬 質點的理想軸承合金組織，提高了合金的力學性能，改善了其摩擦磨損特性和鑄件質量。 但該工藝較為復雜，且制備得到的耐磨合金的耐磨性能還有待進一步提高。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種耐磨鋅合金材料，該材料具有良 好的性能。本專利技術的另一目的是提供一種耐磨鋅合金材料的制備方法，該制備方法工藝簡 單，生產成本低，適于工業化生產。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的一種耐磨鋅合金材料，其特征在于該材料以鋅合金為基體，在基體中分布著由銅絲和 鐵絲形成的金屬絲團，銅絲和鐵絲直徑均為l_2mm，金屬絲團的直徑為10-15cm，材料中銅 絲與鐵絲的長度相當，兩種金屬絲共占材料的體積百分比為10-35% ；鋅合金基體的化學成分的重量百分含量A1為41-45%，Sr為0. 2% 0. 5%，Si為 4% 6%，Pb*l% 3%，Fe*2% 4%，Y*0.5% l%，Mn*4% 6%，Ho* 0. 01% 0. 03%，其余為 Zn ；銅絲為純銅；鐵絲的化學成分的重量百分含量為c為0. 05-0. 09%, Si為0. 2%-0. 3%, Mn 為 0. 25-0. 35 P<0. 02%, S <0.025%,其余為 Fe。所述基體中還分布有化合物和CrSi17顆粒。一種耐磨鋅合金材料的制備方法，其特征在于它包括以下步驟鍍鉻銅絲及滲氮鐵絲的準備分別取直徑為l_2mm、成分為純銅的銅絲；以及直徑為 l-2mm、成分重量百分含量:C 為 0. 05-0. 09%, Si 為 0. 2%-0. 3%, Mn 為 0. 25-0. 35%, Ρ<0· 02%, S <0. 025%,其余為狗的鐵絲，銅絲與鐵絲二者的總體長度相當，兩種金屬絲占材料的體積 百分比為10-35% ；分別按常規方法在銅絲表面鍍鉻制備鍍鉻銅絲及在鐵絲表面滲氮制備 滲氮鐵絲；銅絲表面鍍鉻層厚度為50-150微米；鐵絲表面滲氮層的厚度為100-200微米； 按清潔球生產的常規方法將上述鍍鉻銅絲及滲氮鐵絲各取一根絲形成球狀的混合雙絲金 屬絲團，金屬絲團直徑為10-15cm，將若干金屬絲團放入鑄型下型型腔中，金屬絲團的松緊 程度由銅絲和鐵絲占材料的體積百分比決定，保證金屬絲團正好放滿鑄型；布置完畢后，將 鑄型的上型蓋于下型上，合箱完畢后等待合金液澆注；3鋅合金基體的準備按重量百分含量Al為41-45%，Sr為0.2% 0.5%，Si為4% 6%，Pb 為 3%，Fe 為 2% 4%，Y 為 0. 5% 1%，Μη 為 4% 6%，Ho 為 0. 01% ο. 03%，其余為ai進行配料；將鋅合金基體在感應電爐中熔化制備鋅合金液，熔化溫度為 680-710 0C ；將上述鋅合金液澆入裝有金屬絲團的干砂鑄型，液態合金液將鍍鉻銅絲及滲氮鐵絲包 圍，然后冷卻凝固，得到以鋅合金為基體的其中分布有金屬絲團的耐磨材料。本專利技術相比現有技術的有益效果如下(1)本專利技術材料中的銅絲及鐵絲自身具有相當的強度和較高的耐磨。鍍鉻銅絲中的的 Cr和Cu及滲氮鐵絲中的NJe進入液態鋅中，與鋅形成&i3N2、CuZn, CrZn17, Fe3Zn10等特殊 化合物，彌散增強鋅合金；未熔的銅絲及鐵絲與鋅合金冶金結合，對鋅合金起到增強增韌的 作用。(2)Υ和Ho與Si形成化合物Hn2和SiHo，對鋅合金的組織具有顯著細化的作用， 有助于材料耐磨性能的提高。(3 )本專利技術材料中P、S為雜質，控制在允許的范圍。(4)該材料的塑性、韌性和耐磨性能優良，鑄件尺寸穩定好，材料成本低廉，是制 造軸瓦、軸套、蝸輪等滑動摩擦件的優良材料。(5)該合金材料成本低，制備工藝簡便，生產成本低，生產的合金材料性能好，而且 非常便于工業化生產。本專利技術的合金性能見表1。附圖說明圖1為本專利技術實施例一制得的金屬絲增強耐磨鋅合金材料的金相組織。圖1可以看到在鋅合金與金屬絲結合良好。具體實施例方式以下各實施例僅用作對本專利技術的解釋說明，其中的重量百分比均可換成重量g、kg 或其它重量單位。各實施例中的銅絲和鐵絲均為市購，鍍鉻層和滲氮層自制。實施例一鋅合金基體成分按重量百分含量A1為41 %，Sr為0. 2%，Si為4%，1 為1 %，！^為 2%，Y為0. 5%，Mn為4%，Ho為0. 01%，其余為Si進行配料。銅絲為純銅，其直徑為1mm。鐵絲的化學成分的重量百分含量C為0. 05%，Si為 0. 2%, Mn 為 0. 25%, Ρ<0· 02%, S <0. 025%,其余為 Fe ；該鐵絲的直徑為 1mm。銅絲和鐵絲的總體長度相當，兩種金屬絲共占材料的體積百分比為10%。取銅絲按照常規方法對其表面進行鍍鉻處理制備鍍鉻銅絲，鍍鉻層厚度為50微 米。取鐵絲按照常規方法對其表面進行滲氮處理制備滲氮鐵絲，滲氮層的厚度為100微米。 形成的滲氮鐵絲和鍍鉻銅絲二者總體長度相當。按清潔球生產的常規方法將上述鍍鉻銅絲及滲氮鐵絲各取一根絲形成球狀的混 合雙絲金屬絲團，金屬絲團直徑為15cm，將若干金屬絲團放入鑄型下型型腔中，金屬絲團的 松緊程度由銅絲和鐵絲占材料的體積百分比決定，保證金屬絲團正好放滿鑄型；布置完畢后，將鑄型的上型蓋于下型上，合箱完畢后等待合金液澆注；將鋅合金基體在感應電爐中熔化制備鋅合金液，熔化溫度為695-700°C ； 將上述鋅合金液澆入裝有金屬絲團的干砂鑄型，液態合金液將鍍鉻銅絲及滲氮鐵絲包 圍，然后冷卻凝固，得到以鋅合金為基體的其中分布有金屬絲團的耐磨材料。實施例二 鋅合金基體成分按重量百分含量A1為45%，Sr為0. 5%，Si為6%, 為3%，！^為 4%，Y為1%，Μη為6% ,Ho為0. 03%，其余為Si進行配料。銅絲為純銅，其直徑為2mm。鐵絲的成分為C 為 0. 09%, Si 為 0. 3%, Mn 為 0. 35%, Ρ<0· 02%, S<0. 025%,其余為 Fe ；該鐵絲的直徑為2mm。銅絲和鐵絲的總體長度相當，兩種金屬絲共占材料的體積百分比為35%。取銅絲按照常規方法對其表面進行鍍鉻處理制備鍍鉻銅絲，鍍鉻層厚度為150微 米。取鐵絲按照常規方法對其表面進行滲氮處理制備滲氮鐵絲，滲氮層的厚度為200 微米。形成的滲氮鐵絲和鍍鉻銅絲二者總體長度相當。按清潔球生產的常規方法制作帶鍍層的兩種金屬絲混合的雙絲金屬絲團，金屬絲 團直徑為10cm。制備過程同實施例一。實施例三鋅合金基體成分按重量百分含量A1為43%，Sr為0. 3%，Si為5%, 為2%，！^為 3%，Y為0. 7%，Mn為5% ,Ho為0. 02%，其余為Si進行配料。銅絲為純銅，其直徑為1. 5mm。鐵絲的化學成分的重量百分含量C為0. 07%, Si為0. 25%, 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐磨鋅合金材料，其特征在于：該材料以鋅合金為基體，在基體中分布著由銅絲和鐵絲形成的金屬絲團，銅絲和鐵絲直徑均為１－２ｍｍ，金屬絲團的直徑為１０－１５ｃｍ，材料中銅絲與鐵絲的長度相當，兩種金屬絲共占材料的體積百分比為１０－３５％；鋅合金基體的化學成分的重量百分含量：Ａｌ為４１－４５％，Ｓｒ為０．２％～０．５％，Ｓｉ為４％～６％，Ｐｂ為１％～３％，Ｆｅ為２％～４％，Ｙ為０．５％～１％，Ｍｎ為４％～６％，Ｈｏ為０．０１％～０．０３％，其余為Ｚｎ；銅絲為純銅；鐵絲的化學成分的重量百分含量為：Ｃ為０．０５－０．０９％，Ｓｉ為０．２％－０．３％，Ｍｎ為０．２５－０．３５％，Ｐ＜０．０２％，Ｓ＜０．０２５％，其余為Ｆｅ。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙浩峰，王玲，許晨陽，
申請(專利權)人：南京信息工程大學，
類型：發明
國別省市：84