CN1044302A - 多元耐磨铜合金 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有色合金,特别是关于含铜、锌、铝、硅、锰、锡、钴、铍、稀土等元素的多元耐磨铜合金。适用于制作轧机等机械设备的耐磨零部件(如大型轧机万向接轴月牙衬垫、轧机提开螺母等)。用本发明多元耐磨铜合金制作的大型轧机提升螺母的使用寿命为60天,比原ZQA110-4-4铝青铜提开螺母使用寿命(7天)提高8倍左右。本发明多元耐磨铜合金制作的万向接轴月牙衬垫的使用寿命为24天,比原铝青铜月牙衬垫使用寿命(4~7天)提高3~6倍左右,是一种性能优良的轧机耐磨零部件材料。
Description
本发明涉及有色合金,特别是关于含铜、锌、铝、硅、锰、锡、钴、铍、稀土等元素的多元耐磨铜合金。适用于制作轧机等机械设备的耐磨另部件(如轧机提升螺母、轧机万向接轴月牙衬垫等)。
现有的轧机万向接轴月牙衬垫、轧机提升螺母等另部件一直沿用锡青铜、铝青铜(成份见表1)等铜合金材料,其使用寿命较低,如板带轧机万向接轴月牙衬垫的使用寿命为4~7天,Φ750轧机提开螺母的使用寿命为7天。更换频繁,铜合金耗量大,也影响轧机的作业率。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处,提供一种高强韧性、高耐磨性的铜合金,提高轧机耐磨另部件(如轧机万向接轴月牙衬垫、轧机提升螺母等)的使用寿命,提高轧机的作业率。
本发明的目的可以通过以下措施来达到:
本发明是一种多元耐磨铜合金(成份见表1),含有铜、锌、铝、硅、锰、锡、钴、铍、稀土等元素,其化学组成为(重量%):Cu50.0~70.0、Zn15.0~35.0、Al2.0~8.0、Si1.0~4.0、Mn4.0~15.0、Sn2.0~6.0、Co0.3~0.5、Be0.2~1.0、RE0.05~0.2。
本发明多元耐磨铜合金的熔制工艺:在坩埚中熔炼,当坩埚呈暗红(700~800℃)加入Cu和Zn,Mn、Al、Si、Co、Be
等元素以中间合金形式加入,待全部熔化后加入Sn,出炉前加入稀土,出炉温度为1050℃~1100℃。
本发明多元耐磨铜合金的浇铸工艺:采用金属模或砂模(干型)铸造,金属模预热温度为150℃,浇注温度为960~1000℃。
本发明多元耐磨铜合金的成份含量范围根据下述理由确定:
锌:
Zn对合金的耐磨性有重大影响,使基体呈β相,其耐磨性优良,但韧性较差,为得到优良的耐磨性和韧性,基体相应为α+β相,α相是面心立方结构,塑性较好,当Zn的含量小于20%时,耐磨性较差,当Zn的含量大于35%时,易出现γ相组织,使韧性降低。因此,Zn的含量应在20~35%范围内。
铝:
Al是增强母相强度,起固溶、强化作用的元素,当铝的含量小于2%时,强化效果不显著,超过9%时,改变母相的晶体结构,使熔铸工艺变得复杂。因而,将铝的含量控制在2~8%之间。
硅和锰:
Mn和Si可形成Mn5Si3金属间化合物,显微硬度较高,当均匀弥散在基体中时可显著提高材料的耐磨性能,当Mn5Si3的含量小于1%时,效果不明显,若超过10%时,使材料的韧性降低。锰元素除上述作用外,还可强化基体。因而,将锰的含量控制在4~15%,硅含量控制在1.0~4.0%范围内。
钴:
Co可以显著提高合金的强度和耐疲劳性能,且可细化晶粒,阻 止粗大的mn-Si金属间化合物生成o当Co的含量小于0.2%时,效果不明显,当Co的含量超过0.7%时,效果不再增强,因Co的价格高,故Co的含量控制在0.3~0.5%的范围内。
锡:
Sn可以固溶强化合金,提高合金的耐磨性,当Sn的含量小于1%时,效果不明显,当Sn的含量超过10%时,铸件偏析严重,故将Sn的含量控制在2~6%范围内。
铍:
Be的原子半径小,在基体中起间隙固溶强化作用,当Be的含量小于0.1%时,作用不明显,当Be的含量大于2%时,作用不再明显增强,由于Be的价格较高,因而,将Be的含量控制在0.2~1.0%范围内。
稀土:
RE元素在合金中起细化晶粒、纯净组织的作用,RE元素可与低熔点有害元素如Pb、Bi形成高熔点的化合物,弥散分布在合金中起结晶晶核作用,当RE含量小于0.03%时,作用不明显,当RE含量大于0.2%时,使熔液粘度增加,不利于浇铸,因而,将RE元素的含量控制在0.05~0.2%范围内。
实施例1:
用本发明多元耐磨铜合金制作某轧钢厂Φ750轧机的提升螺母,其化学成份为:Cu61%,Al4%,Mn4%,Si1.2%,Co0.5%,Be0.2%,Sn3%,RE0.1%,余量为Zn,采用坩埚熔制,1050℃出炉,1000℃金属模浇铸成坯后,机
加工成型。其使用寿命达60天,比原ZQAl10-4-4铝青铜的轧机升降螺母(使用寿命为7天)使用寿命提高近8倍。
实施例2:
用本发明多元耐磨铜合金,制作某轧钢厂1700半连轧机万向接轴月牙衬垫,其化学成份(重量%):Cu55%、Al4.5%、Mn4.5%、Si1.5%、Sn3.0%、Be0.2%、RE0.1%、Co0.4%、余量为Zn。采用焦碳坩埚炉熔炼,出炉温度1050℃,浇注温度960~1000℃,浇铸成坯后,经机加工成型。经使用证明,其使用寿命达24天,比原铝青铜月牙衬垫(使用寿命4~7天)提高3~5倍左右。
积极效果:
采用本发明多元耐磨铜合金制作的轧机提升螺母,使用寿命为60天,比原铝青铜提升螺母使用寿命(7天)提高8倍左右。本发明多元耐磨铜合金制作的轧机万向接轴月牙衬垫,使用寿命为24天,比原铝青铜月牙衬垫使用寿命(4~7天)提高3~6倍左右。可明显提高轧机的作业率和减轻工人的劳动强度,经济效益显著。
Claims (1)
1、一种多元耐磨铜合金;其特征是化学组成为(重量%):
Cu 50.0~70.0
Zn 20.0~35.0
Al 2.0~8.0
Mn 4.0~15.0
Si 1.0~4.0
Sn 2.0~6.0
Co 0.3~0.5
Be 0.2~1.0
RE 0.05~0.2
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CN 89105212 CN1018556B (zh) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | 多元耐磨铜合金 |
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CN1018556B CN1018556B (zh) | 1992-10-07 |
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- 1989-01-17 CN CN 89105212 patent/CN1018556B/zh not_active Expired
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