CN101985708A - 轻型耐磨高锌铝基轴承实体保持架材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种合金材料，具体公开了一种轻型耐磨高锌铝基轴承实体保持架材料，包括下列百分含量的各组分：铝-76～80％；锌-18～22％；铜-1.7～3.7％；锰-0.3～1.0％。该材料能够解决现有技术中铜合金所面临的资源减少，成本过高的问题，以及现有技术中一些铜合金代用材料的使用限制问题；其材料能完全取代铜合金，并且具有比铜合金更为优良的比重优势和价格优势以及使用效果；充分改善了现有材料的耐磨性和降低摩擦系数，大幅降低使用成本，具有高强、高韧性、高耐磨性，可作为铜合金的优良代用材料。

Description

轻型耐磨高锌铝基轴承实体保持架材料

技术领域

本发明设计一种合金材料，特别是涉及一种具有轻型耐磨性能的高锌铝基材料。

技术背景

国内外轴承实体保持架用材料最多的还是传统材料铜合金，也有少量使用工程塑料、胶木做保持架的。铜合金具有优良的耐磨性，具有富丽堂皇的色彩加上几千年来人们的使用习惯，所以铜合金自然而然成为保持架的主要用材。但是随着铜合金资源的日趋减少，成本的日益上升，使得铜合金保持架成本大幅上升，因此轴承保持架待用材料也就相应研发出来，但现有的材料都是在某一系列，某一环境或某一特定的条件下使用，而大量的铜合金保持架还在继续使用，现有技术中还没有一种能全面取代青铜合金的保持架材料。

铝合金轴承保持架材料是以铝金属为基础添加合金化元素以改善铝合金的组织结构和性能，特别是铝合金在保持较高的强度、延伸率和硬度外，改善和调高铝合金的耐磨性、降低摩擦系数，使铝合金具备优于铜合金的耐磨性。充分发挥铝合金的比重优势，价格优势，使轴承使用性能不降低的情况下，而使轴承的生成成本大幅降低，使轴承使用寿命提高的前提下降低轴承的使用成本。

中国专利申请号为01127989.3公开了一种锌铝合金轴承保持架及其制备方法，该专利其中所用材料Al的重量百分比仅为20％～33％，不能充分发挥铝合金具备优于铜合金的耐磨性优势、比重优势及价格优势。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术当中铜合金所面临资源减少，成本过高的问题，以及现有技术中一些铜合金代用材料的使用限制问题，提供一种轻型耐磨高锌铝基轴承实体保持架材料，该材料能完全取代铜合金，并且具有比铜合金更为优良的使用效果，充分改善了现有材料的耐磨性和降低摩擦系数，大幅降低使用成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：轻型耐磨高锌铝基轴承实体保持架材料，包括下列重量百分含量的各组分：

铝———76～80％；

锌———18～22％；

铜———1.7～3.7％；

锰———0.3～1.0％。

在上述方案中，所述各组分的重量百分比含量还可以为：

铝———77～79％；

锌———18～20％；

铜———2.0～3.5％；

锰———0.5～0.8％。

本发明中的材料经过检验，其各项指标优于现有技术当中的铜合金，针对三个方面：σb(强度极限)、δ(延伸率)和HB(硬度)各项指标为：σb≥340Mpa；δ≥7％；HB≥80。经过压力加工，塑性变形后，其强化效果更为明显，其强度σb≥450Mpa；δ≥12％；HB≥100。其比重(密度)、摩擦系数指标优势更加明显。

从上述本发明的特征可以看出：

①成本低：金属铝含量成本价格仅为电解铜的1/3左右，铝的密度仅为铜的1/3不到，本发明材料配比中采取较高含量的铝，可使用铝合金代替铜合金制作轴承保持架，其经济效益和社会效益相当可观。

②耐磨性能提高：铝合金轴承保持架材料具有比铜合金低的摩擦系数和好的耐磨性，所以使用过程中摩擦力减少，同样节能降耗。由于耐磨性好，提高了轴承的使用寿命，提高了轴承使用精度。

③比重降低：由于本发明材料配比中铝的含量较高，因此在轴承实体保持架中比重降低，从而达到运行的平稳性，由于铝合金保持架密度较小，因而其较铜合金保持架惯性小，转动过程中的能量损耗比铜合金保持架能能量损耗小，在使用过程中能耗小。

总之，铝合金轴承保持架材料具有高强、高韧性、高耐磨性，可作为铜合金轴承保持架的代用材料。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明：

实施例1

本实施例中，采用下列重量百分比的各个组分：铝：76％；锌：22％；铜：1.7％；锰：0.3％。

将上述配比的各个组分通过下列工艺进行加工：

1、配料：即把上述配比的各个组分原料(合金元素)按比例称量待用；

2、熔炼：把称量的所有原料(经烘烤过不含水分的原料)加入坩埚中，加热溶化后再精炼，最后浇注所需铸型即可；

3、冷却后的铸件经去应力处理后即可按图纸加工使用。

4、也可按要求经塑性加工成所需型材使用。

对经过上述工艺的材料进行检验，其中材料检验是在铸件中本体去样检验，检验主要针对以下几个方面：σb(强度极限)、δ(厚度)、HB(硬度)、密度和摩擦系数，上述配比的材料经过检验，各指标为：σb≥343.6Mpa；δ≥7.15％；HB≥81.9；密度≤3.14；摩擦系数≤0.0821。

实施例2

本实施例中，所采用的各组分按照重量百分比的配比为：铝：77％；锌：20％；铜：2.2％；锰：0.8％。

将上述配比的各个组分按照实施例1中的加工工艺进行加工，之后进行检验，检验方式如实施列1，检验结果为：σb≥347.8Mpa；δ≥7.23％；HB≥82.7；密度≤3.14；摩擦系数≤0.0810。

实施例3

本实施例中，所采用的各组分按照重量百分比的配比为：铝：78％；锌：18％；铜：3.5％；锰：0.5％。

将上述配比的各个组分按照实施例1中的加工工艺进行加工，之后进行检验，检验方式如实施列1，检验结果为：σb≥347.6Mpa；δ≥7.05％；HB≥82.6；密度≤3.14；摩擦系数≤0.0840。

实施例4

本实施例中，所采用的各组分按照重量百分比的配比为：铝：79％；锌：18％；铜：2.0％；锰：1.0％。

将上述配比的各个组分按照实施例1中的加工工艺进行加工，之后进行检验，检验方式如实施列1，检验结果为：σb≥347.8Mpa；δ≥7.08％；HB≥82.1；密度≤3.12；摩擦系数≤0.0835。

实施例5

本实施例中，所采用的各组分按照重量百分比的配比为：铝：76％；锌：20％；铜：3.7％；锰：0.3％。

将上述配比的各个组分按照实施例1中的加工工艺进行加工，之后进行检验，检验方式如实施列1，检验结果为：σb≥344.9Mpa；δ≥7.09％；HB≥81.8；密度≤3.13；摩擦系数≤0.0822。

实施例6

本实施例中，所采用的各组分按照重量百分比的配比为：铝：80％；锌：18％；铜：1.7％；锰：0.3％。

将上述配比的各个组分按照实施例1中的加工工艺进行加工，之后进行检验，检验方式如实施列1，检验结果为：σb≥345.9Mpa；δ≥7.09％；HB≥81.9；密度≤3.10；摩擦系数≤0.0850。

下面给出本发明不同的实施例与现有轴承实体保持架材料的不同性能对比，用于进一步说明本发明的效果。

表1本发明与普通轴承实体保持架材料技术指标比较

	强度(Mpa)	延伸率(％)	布氏硬度	密度(g/cm3)	摩擦系数
						10-1锡青铜	220～310	2～3	78.5	9	0.1020
实施例1	343.6	7.15	81.9	3.14	0.0821
						实施例2	347.8	7.23	82.7	3.14	0.0810
实施例3	347.6	7.05	82.6	3.14	0.0840
						实施例4	347.8	7.08	82.1	3.12	0.0835
实施例5	344.9	7.09	81.8	3.13	0.0822

实施例6

345.9

7.09

81.9

3.10

0.0850

从上表可以看出，本发明在强度、延伸率和布氏硬度指标较锡青铜材料技术性能得到大幅度提高，在比重、摩擦系数指标上较锡青铜材料其技术指标降低幅度较大，能够达到高耐磨性及低比重的效果，尤其利用高锌铝基材料来替代锡青铜材料，具有高强、高韧性、高耐磨性，可作为铜合金的优良代用材料。

本发明所采用铝基合金作为耐磨合金使用，利用铝的成本低、比重小的特点，在目前相关领域中为一个创新型替代材料，具有广泛的应用前景。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求)中公开的任意特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的代替特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (2)

1.轻型耐磨高锌铝基轴承实体保持架材料，其特征在于包括下列重量百分含量的各组分：

铝———76～80％；

锌———18～22％；

铜———1.7～3.7％；

锰———0.3～1.0％。

2.根据权利要求1所述的轻型耐磨高锌铝基轴承实体保持架材料，其特征在于所述各组分的重量百分比含量为：

铝———77～79％；

锌———18～20％；

铜———2.0～3.5％；

锰———0.5～0.8％。