CN105291505A - 一种高强度耐磨金属制品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐磨金属制品，包括合金层以及分别覆盖其上下表面的两个耐磨塑料层，所述的两个耐磨塑料层结构组分相同，合金层占总重量的75～85％；合金层是由以下重量份的组分制成的：镧0.1～0.5份，铜7～10份，铁23～28份，铝8～12份，硅19～23份；耐磨塑料层是由以下重量份的组分制成的：聚四氟乙烯3～6份，二硫化钼8～12份，高耐磨炭黑8～12份，聚乙烯醇缩醛5～9份。本发明通过合金层和耐磨塑料层的共同作用，获得金属制品的磨耗≤0.03g/kg﹒h，莫氏硬度为9.25～10，有效提高了金属制品的高强度和耐磨性。

Description

一种高强度耐磨金属制品
技术领域
本发明涉及一种金属制品，具体涉及一种高强度耐磨金属制品。属于金属冶炼技术领域。
背景技术
随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，也给社会创造越来越大的价值。
但是，金属制品行业在发展过程中也遇到很多困难，例如技术单一，技术水平偏低，缺乏先进的设备，人才短缺等，制约了金属制品行业的发展。特别是对高强度、高耐磨性能的金属制品的需求越来越大，比如，应用于汽车同步器的金属制品。
同步器是手动变速器结构内部一个非常重要的设备，其本质上是在结合套和齿轮组上布置的摩擦片，与一般摩擦片不同的是，它的摩擦面是锥形的。这组摩擦片的作用是在直齿和圆盘的立齿相接触以前，提前进行摩擦，来将转速较大的一方的能量传递给转速较小的一方，使得转速较小的一方提升转速，达到与转速较大的一方转速同步。这样不仅可以保证正常换挡，还能起到缓冲的作用，而锥面摩擦片组的数目与材质则直接影响到了同步器性能的优劣。因此，金属制品的强度和耐磨性直接决定了同步器的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种高强度耐磨金属制品。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种高强度耐磨金属制品，包括合金层以及分别覆盖其上下表面的两个耐磨塑料层，所述的两个耐磨塑料层结构组分相同，合金层占总重量的75～85％；所述合金层是由以下重量份的组分制成的：镧0.1～0.5份，铜7～10份，铁23～28份，铝8～12份，硅19～23份；所述耐磨塑料层是由以下重量份的组分制成的：聚四氟乙烯3～6份，二硫化钼8～12份，高耐磨炭黑8～12份，聚乙烯醇缩醛5～9份。
优选的，所述合金粉末层是由以下重量份的组分制成的：镧0.2～0.4份，铜8～9份，铁25～28份，铝9～11份，硅20～22份；所述耐磨塑料层是由以下重量份的组分制成的：聚四氟乙烯3～5份，二硫化钼9～11份，高耐磨炭黑8～11份，聚乙烯醇缩醛6～8份。
优选的，所述合金粉末层是由以下重量份的组分制成的：镧0.2～0.3份，铜8～8.5份，铁26～27份，铝10～11份，硅20～21份；所述耐磨塑料层是由以下重量份的组分制成的：聚四氟乙烯3～4份，二硫化钼9～10份，高耐磨炭黑9～10份，聚乙烯醇缩醛6～7份。
优选的，所述合金粉末层是由以下重量份的组分制成的：镧0.2份，铜8份，铁26份，铝11份，硅20份；所述耐磨塑料层是由以下重量份的组分制成的：聚四氟乙烯4份，二硫化钼10份，高耐磨炭黑9份，聚乙烯醇缩醛6份。
所述金属制品是按照以下方法制备的：将配方量的合金层组分加入到炉膛中，升温至1500～1600℃，待各组分全部熔化后，升温沸腾5～6分钟，静置，除渣，调整温度至1500～1550℃，半连续铸造生产铸锭，将所得铸锭切断至所需尺寸即得合金层；称取配方量的耐磨塑料层组分，加热至熔融状态，并将其中的一半趁热涂覆在合金层的上表面，待上层的耐磨塑料层凝固后，按照同样的方法涂覆合金层的下表面即可。
本发明的有益效果：本发明的金属制品包括合金层以及分别覆盖其上下表面的两个耐磨塑料层，合金层引入了少量稀土元素镧，结合其他的金属元素，如铁、铝等，并加入硅，大大减少了铜的用量，降低生产成本，同时保证了金属制品的强度和耐磨性；而且，在合金层的上下两个表面引入了耐磨塑料层，在聚四氟乙烯、二硫化钼和高耐磨炭黑的基础上，加入配方量的聚乙烯醇缩醛，保证耐磨塑料层与合金层的紧密粘合性。本发明通过合金层和耐磨塑料层的共同作用，获得金属制品的磨耗≤0.03g/kg﹒h，莫氏硬度为9.25～10，有效提高了金属制品的高强度和耐磨性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1：
一种高强度耐磨金属制品，包括合金层以及分别覆盖其上下表面的两个耐磨塑料层，两个耐磨塑料层结构组分相同；合金层是由以下组分制成的：镧0.1kg，铜7kg，铁23kg，铝8kg，硅19kg；耐磨塑料层是由以下组分制成的：聚四氟乙烯2.38kg，二硫化钼6.33kg，高耐磨炭黑6.33kg，聚乙烯醇缩醛3.97kg。
该金属制品是按照以下方法制备的：将配方量的合金层组分加入到炉膛中，升温至1500℃，待各组分全部熔化后，升温沸腾5分钟，静置，除渣，调整温度至1550℃，半连续铸造生产铸锭，将所得铸锭切断至所需尺寸即得合金层；称取配方量的耐磨塑料层组分，加热至熔融状态，并将其中的一半趁热涂覆在合金层的上表面，待上层的耐磨塑料层凝固后，按照同样的方法涂覆合金层的下表面即可。
该金属制品的磨耗≤0.03g/kg﹒h，莫氏硬度为9.25～10。
实施例2：
一种高强度耐磨金属制品，包括合金层以及分别覆盖其上下表面的两个耐磨塑料层，两个耐磨塑料层结构组分相同:；合金层是由以下组分制成的：镧0.5kg，铜10kg，铁28kg，铝12kg，硅23kg；所述耐磨塑料层是由以下组分制成的：聚四氟乙烯2kg，二硫化钼4kg，高耐磨炭黑4kg，聚乙烯醇缩醛3kg。
金属制品是按照以下方法制备的：将配方量的合金层组分加入到炉膛中，升温至1600℃，待各组分全部熔化后，升温沸腾6分钟，静置，除渣，调整温度至1500℃，半连续铸造生产铸锭，将所得铸锭切断至所需尺寸即得合金层；称取配方量的耐磨塑料层组分，加热至熔融状态，并将其中的一半趁热涂覆在合金层的上表面，待上层的耐磨塑料层凝固后，按照同样的方法涂覆合金层的下表面即可。
该金属制品的磨耗≤0.03g/kg﹒h，莫氏硬度为9.25～10。
实施例3：
一种高强度耐磨金属制品，包括合金层以及分别覆盖其上下表面的两个耐磨塑料层，两个耐磨塑料层结构组分相同:；合金层是由以下组分制成的：镧0.2kg，铜8kg，铁28kg，铝9kg，硅22kg；所述耐磨塑料层是由以下组分制成的：聚四氟乙烯2.55kg，二硫化钼4.59kg，高耐磨炭黑5.61kg，聚乙烯醇缩醛4.08kg。
金属制品是按照以下方法制备的：将配方量的合金层组分加入到炉膛中，升温至1500℃，待各组分全部熔化后，升温沸腾5分钟，静置，除渣，调整温度至1550℃，半连续铸造生产铸锭，将所得铸锭切断至所需尺寸即得合金层；称取配方量的耐磨塑料层组分，加热至熔融状态，并将其中的一半趁热涂覆在合金层的上表面，待上层的耐磨塑料层凝固后，按照同样的方法涂覆合金层的下表面即可。
该金属制品的磨耗≤0.03g/kg﹒h，莫氏硬度为9.25～10。
实施例4：
一种高强度耐磨金属制品，包括合金层以及分别覆盖其上下表面的两个耐磨塑料层，两个耐磨塑料层结构组分相同:；合金层是由以下组分制成的：镧0.2kg，铜8kg，铁26kg，铝11kg，硅20kg；所述耐磨塑料层是由以下组分制成的：聚四氟乙烯2.25kg，二硫化钼5.62kg，高耐磨炭黑5.06kg，聚乙烯醇缩醛3.37kg。
金属制品是按照以下方法制备的：将配方量的合金层组分加入到炉膛中，升温至1500℃，待各组分全部熔化后，升温沸腾6分钟，静置，除渣，调整温度至1550℃，半连续铸造生产铸锭，将所得铸锭切断至所需尺寸即得合金层；称取配方量的耐磨塑料层组分，加热至熔融状态，并将其中的一半趁热涂覆在合金层的上表面，待上层的耐磨塑料层凝固后，按照同样的方法涂覆合金层的下表面即可。
该金属制品的磨耗≤0.02g/kg﹒h，莫氏硬度为9.25～10。
对比例1
略去镧以及聚乙烯醇缩醛，其他同实施例1，获得金属制品的磨耗≥1.5g/kg﹒h，莫氏硬度为4～4.5。
对比例2
略去镧，其他同实施例1，获得金属制品的磨耗≥0.5g/kg﹒h，莫氏硬度为5.5～6。
对比例3
略去聚乙烯醇缩醛，其他同实施例1，获得金属制品的磨耗≥0.6g/kg﹒h，莫氏硬度为5.5～6。
从对比例1～3可以看出，本发明的关键在于镧与聚乙烯醇缩醛的协同作用，两者的共同作用，联合其他组分，大大降低了金属制品的磨耗，同时提高了金属制品的硬度。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种高强度耐磨金属制品，其特征在于，包括合金层以及分别覆盖其上下表面的两个耐磨塑料层，所述的两个耐磨塑料层结构组分相同，合金层占总重量的75～85％；所述合金层是由以下重量份的组分制成的：镧0.1～0.5份，铜7～10份，铁23～28份，铝8～12份，硅19～23份；所述耐磨塑料层是由以下重量份的组分制成的：聚四氟乙烯3～6份，二硫化钼8～12份，高耐磨炭黑8～12份，聚乙烯醇缩醛5～9份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨金属制品，其特征在于，所述合金粉末层是由以下重量份的组分制成的：镧0.2～0.4份，铜8～9份，铁25～28份，铝9～11份，硅20～22份；所述耐磨塑料层是由以下重量份的组分制成的：聚四氟乙烯3～5份，二硫化钼9～11份，高耐磨炭黑8～11份，聚乙烯醇缩醛6～8份。
3.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨金属制品，其特征在于，所述合金粉末层是由以下重量份的组分制成的：镧0.2～0.3份，铜8～8.5份，铁26～27份，铝10～11份，硅20～21份；所述耐磨塑料层是由以下重量份的组分制成的：聚四氟乙烯3～4份，二硫化钼9～10份，高耐磨炭黑9～10份，聚乙烯醇缩醛6～7份。
4.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨金属制品，其特征在于，所述合金粉末层是由以下重量份的组分制成的：镧0.2份，铜8份，铁26份，铝11份，硅20份；所述耐磨塑料层是由以下重量份的组分制成的：聚四氟乙烯4份，二硫化钼10份，高耐磨炭黑9份，聚乙烯醇缩醛6份。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种高强度耐磨金属制品，其特征在于，所述金属制品是按照以下方法制备的：将配方量的合金层组分加入到炉膛中，升温至1500～1600℃，待各组分全部熔化后，升温沸腾5～6分钟，静置，除渣，调整温度至1500～1550℃，半连续铸造生产铸锭，将所得铸锭切断至所需尺寸即得合金层；称取配方量的耐磨塑料层组分，加热至熔融状态，并将其中的一半趁热涂覆在合金层的上表面，待上层的耐磨塑料层凝固后，按照同样的方法涂覆合金层的下表面即可。
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