CN1031114A - 石墨铝合金铸件的生产方法及装置 - Google Patents
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Abstract
石墨铝合金铸件的生产方法及装置属于铝合金
复合材料的铸造。
本发明是在铝合金溶液中，先加入一种或几种可
阻止石墨上浮的金属元素，再加入一种低熔点软金
属，然后将预热处理后的石墨颗粒加入到搅拌着的石
墨铝合金溶液的旋涡中去。
本发明的装置采用了特定的材质，结构尺寸的搅
拌浆叶及搅拌装置用普通电阻坩埚炉可在不加压的
情况下生产200g-250×103g的石墨铝合金可取代
部分巴氏合金为节约稀有金属锡开辟了新路。
Description
本发明是石墨铝合金铸件的生产方法和装置，它属于铝合金复合材料的铸造。
本发明的技术背景：在本发明以前生产含石墨铝合金的方法有：
（1）包衣法：将石墨粒子表面镀镍或镀铜等再借助一定工艺将其引入液态铝合金中制成石墨铝合金。
（2）半固态法：用控温装置将铝合金保持在两项区，将石墨粉搅入其中，而制成石墨铝合金。
（3）添加阻浮元素法：（即添加阻止石墨颗粒上浮的金属元素的方法），铝合金液体中必需含有下述的一种或几种阻浮元素。例如：P、Ti等，再用搅拌法将裸体石墨粉倒入搅拌成涡流的液体铝合金中。
与本发明最接近的现有技术是日本日立公司申请的欧洲专利EPO022869AL含石墨铝合金的生产方法，这项专利所述生产含石墨铝合金的方法在于将石墨颗粒导入熔融的铝金属中，在导入前在熔融铝合金中添加钛、铬、锆、镍、铜、锰、铌、钴、钒或磷的办法。
本发明的目的在于针对我国目前减磨铸件（主要是轴瓦类零件）大部分是用锡基巴氏合金和锡青铜材料制造的，我国锡产量紧缺，而石墨铝合金的性能已达到巴氏合金的水平可以取代巴氏合金节约大量的锡和降低成本。
本发明的内容：
本发明的生产方法是向熔融的铝合金中填加至少一种选自钛、锆、锰、钒的金属，填加量为合金重量的2-4%，然后再向石墨铝合金中至少加进一种表面张力小、熔点低的软金属，如Sn、Pb、In等，再将粒度为180-250μm的事先予热过的人造石墨颗粒徐徐加入到温度不高于900℃的上述铝合金溶液中，加入量与合金重量比介于2-4%，石墨颗粒需加入到搅拌着的合金溶液的旋涡中。
本发明石墨铝合金的化学成份为：
1）AL-Sn 8-12%;Cu1.8-4.5%
Gr 2-4%;Zn1.3-1.7%
Ti 0.9-1.1% Mg0.35-0.4%
Mn 0.25-0.4% Fe≤0.7%
Si ≤ 0.4%
杂质总和不大于1.4%。
2）AL-Sn 2-6%;Zn4-12%
Si 5-7%;Mg0.25-0.55%
Ti 0.11-0.2% Mn0.1-0.25%
Gr 2-4%
本发明合金可在F状态或T4状态下使用T4495±5℃ 5h +515±5℃ 15h 80-100℃
当加入到铝合金溶液中的石墨颗粒均布时可用重力浇铸，铸件成型方法可用：（1）挤压铸造（压力控制在40-100MPa）（2）金属型铸造;（3）水冷却金属型铸造。熔炼温度控制在690-900℃
本发明采用石墨材质的搅拌浆叶，形状成十字形、截面为三角形其有效直径为坩埚直径的0.35-0.37，浆叶上的搅拌杆在装置中与垂直方向交角20°浆叶在工作时深入铝液 2/3 处，本发明采用普通电阻坩埚容量200-250000克，如果浇铸成锭，可重熔、重熔时搅拌5-10分钟后可浇注成型。
本发明合金的机械性能：
σb150-250MPa δ51.0-5.0%
HB：60-90 μ 0.004-0.008
本发明与现有技术相比较所具备的优点或效果是：
（1）包衣法成本高，（2）半固态法控温严格，生产不易掌握;（3）阻浮法主要是欧州专利EP0022869AL，该专利所涉及的合金是在90mm直径的石墨坩埚中熔炼的，应用于生产范围有限。该项发明由于没有本发明之工艺及搅拌浆叶的材质，结构尺寸，没有介绍搅拌装置故不能达到本发明所具有的生产工艺水平，如该专利每次熔炼石墨铝合金700克本发明熔炼250000g上述铝合金需在压力（400-1000）×105Pa范围内固化本发明在大气压力下即可固化。
本发明的附图1为搅拌浆叶的形状，其外径的大小与坩埚直径之比为0.35-0.37。
本发明的附图2是石墨铝合金熔炼装置简图。图中1电阻炉、2坩埚、3石墨浆叶、4搅拌杆、5电机、6支架。
实施例：
合金的化学成分：（%）
Cu、Zn、Mg、Mn、Sn、Gr、Ti其余为AL
4、1.2、0.25、0.30、0.6、3.3、0.8
阻浮熔炼工艺：熔炼温度780℃;搅拌转速80转/分;时间20min（分）石墨在液态中均布15min浇铸挤压成型，压力30Pa。
热处理工艺T4 490℃5h; ( )/() 510℃10h80℃水淬。用上述材料可加工成液氮设备上的整体导向套，氧压机上的连杆整机轴瓦。
机械性能：σb＝155MPa、δ5＝3.4%、HB＝65.5μ（摩擦系数）＝0.004
勘误表
Claims (9)
1、一种制备含石墨铝合金的方法。向熔融的铝或铝合金中填加至少一种选自钛、锆、锰、钒的金属，填加量为合金重量的2-4%然后向搅拌着的温度不高于900℃的熔融铝合金中加入与合金重量比介于2-4%的石墨颗粒。本发明的特征在于：在将石墨颗粒导入熔融铝合金之前，必需至少加进一种表面张力小、熔点低的软金属如Sn、Pb、In等。将合金液面搅拌成旋涡，然后将事先予热过的人造石墨颗粒徐徐加入到旋涡中，可不加压用金属型铸造。
2、如权利要求1所述的工艺，其特征在于：石墨铝合金的化学成分为
1）AL-Sn 8-12%;Cu1.8-4.5%
Gr 2-5%;Zn1.3-1.7%
Ti 0.9-1.1% Mg 0.35-0.4%
Mn 0.25-0.4（%） Fe≤0.7%
Si 0.4%
杂质总合不大于1.4
2）AL-Sn 2-6%;Zn4-12%
Si 5-7% Mg0.25-0.55%
Ti 0.11-0.2%;Mn0.1-0.25%
Gr 1.5-5%
3、如权利要求1、2所述工艺其特征在于：石墨颗粒的粒度为180-250μm，予热温度为：400-1200℃。
4、如权利要求1、2、3所述工艺，其特征在于：当加入到铝合金溶液中的石墨颗粒均布时可用重力浇铸。
5、如权利要求1、2、3、4所述的工艺，其特征在于：铸件成型方法可为：（1）挤压铸造（压力控制在40-100MPa）（2）金属型铸造;（3）水冷却金属型铸造。
6、一种制备石墨铝合金的装置，其特征在于：它是由普通的电阻坩埚炉，石墨材质的搅拌浆叶和搅拌装置组成。
7、如权利要求6所述的装置，其特征在于搅拌浆叶成十字形，截面为三角形，其有效直径为坩埚直径的0.35-0.37，浆叶在工作时深入铝液 2/3 处。
8、如权利要求6所述的装置，其特征在于：搅拌装置如附图所示，搅拌浆叶上的搅拌杆与垂直方向交角20°。
9、如权利要求6、7、8所述的装置，其特征在于一次可熔炼200g至250×103克的铝合金溶液，如浇铸成锭，可重熔后再浇铸成异形减磨铸件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 87105052 CN1009839B (zh) | 1987-08-01 | 1987-08-01 | 石墨铝合金铸件的生产方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN 87105052 CN1009839B (zh) | 1987-08-01 | 1987-08-01 | 石墨铝合金铸件的生产方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1031114A true CN1031114A (zh) | 1989-02-15 |
| CN1009839B CN1009839B (zh) | 1990-10-03 |
Family
ID=4815141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 87105052 Expired CN1009839B (zh) | 1987-08-01 | 1987-08-01 | 石墨铝合金铸件的生产方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1009839B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103602841A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-02-26 | 广东鸿特精密技术股份有限公司 | 一种铝合金熔炼功能熔剂自动添加方法及其装置 |
| CN107723521A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-02-23 | 温州市翔潮汽车零部件有限公司 | 一种耐高压合金铆钉及其制备方法 |
| CN107725600A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-02-23 | 烟台大丰轴瓦有限责任公司 | 一种提升中锡铝硅轴瓦抗疲劳性的生产工艺 |
-
1987
- 1987-08-01 CN CN 87105052 patent/CN1009839B/zh not_active Expired
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103602841A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-02-26 | 广东鸿特精密技术股份有限公司 | 一种铝合金熔炼功能熔剂自动添加方法及其装置 |
| CN103602841B (zh) * | 2013-11-28 | 2015-12-09 | 广东鸿特精密技术（台山）有限公司 | 一种铝合金熔炼功能熔剂自动添加方法及其装置 |
| CN107723521A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-02-23 | 温州市翔潮汽车零部件有限公司 | 一种耐高压合金铆钉及其制备方法 |
| CN107725600A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-02-23 | 烟台大丰轴瓦有限责任公司 | 一种提升中锡铝硅轴瓦抗疲劳性的生产工艺 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1009839B (zh) | 1990-10-03 |
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