CN107058826A - 一种精密机床夹具用合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精密机床夹具用合金及其制备方法，该精密机床夹具用合金由以下按照质量百分比的原料组成：Zn6.8~9.1%，Mg2.1~2.8%，Cu1.1~2.5%，Zr0.06~0.29%，Mn0.4~1.0%，Cr0.12~0.36%，Si0.02~0.06%，Sn0.03~0.09%，余量为Al。配料后将原料放入熔炼炉中熔炼，温度控制在780℃精炼3h，得到熔融合金；随后在喷射成型机中在使用氮气将熔融合金雾化为细小液滴，并进行喷射成型形成坯件；使用热等静压处理，将坯件进行400℃/120MPa热等静压10~16h，冷却至室温即得；喷射成型的工艺参数为接收盘下降速度为15~25mm/min，偏心距为50mm，雾化压力为0.9MPa，雾化距离为390~420mm。
Description
技术领域
本发明涉及合金技术领域，具体涉及一种精密机床夹具用合金及其制备方法。
背景技术
夹具在机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具，机床夹具是安装在机床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具，多数安装在主轴上，少数安装在床鞍或床身上。机床夹具对材料的强度、断裂韧性、硬度具有较高的要求。然而，现有技术中的合金在具有高强度指标的同时难以兼顾较高的断裂韧性和硬度。
发明内容
本发明目的在于提供一种精密机床夹具用合金及其制备方法，以解决上述背景中提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种精密机床夹具用合金，由以下按照质量百分比的原料组成：Zn6.8~9.1%，Mg2.1~2.8%，Cu1.1~2.5%，Zr0.06~0.29%，Mn0.4~1.0%，Cr0.12~0.36%，Si0.02~0.06%，Sn0.03~0.09%，余量为Al。
作为本发明进一步的方案：所述精密机床夹具用合金，由以下按照质量百分比的原料组成：Zn7.3~8.6%，Mg2.2~2.5%，Cu1.4~2.0%，Zr0.09~0.16%，Mn0.5~0.8%，Cr0.23~0.31%，Si0.03~0.05%，Sn0.04~0.07%，余量为Al。
作为本发明进一步的方案：所述精密机床夹具用合金，由以下按照质量百分比的原料组成：Zn7.8%，Mg2.4%，Cu1.5%，Zr0.12%，Mn0.6%，Cr0.27%，Si0.04%，Sn0.06%，余量为Al。
一种精密机床夹具用合金的制备方法，包括以下步骤：
1）配料：按照所述精密机床夹具用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料；
2）熔融：将原料放入熔炼炉中熔炼，温度控制在780℃精炼3h，得到熔融合金；
3）雾化、喷射成型：在喷射成型机中在使用氮气将熔融合金雾化为细小液滴，并进行喷射成型形成坯件；
4）后续热加工：使用热等静压处理，将坯件进行400℃/120MPa热等静压10~16h，冷却至室温即得；
作为本发明进一步的方案：步骤3）中，喷射成型的工艺参数为接收盘下降速度为15~25mm/min，偏心距为50mm，雾化压力为0.9MPa，雾化距离为390~420mm。
作为本发明进一步的方案：步骤4）中，得到的合金致密度不小于95%。
本发明的精密机床夹具用合金成分均匀、组织细化、无宏观偏析、含氧量低，其机械性能良好，具有较高的强度、硬度。本发明的制备方法流程短、工艺简单，省去了制粉、筛分、压制和烧结等工序，降低了生产成本，得到的合金致密度高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种精密机床夹具用合金，由以下按照质量百分比的原料组成：Zn6.8%，Mg2.1%，Cu1.1%，Zr0.06%，Mn0.4%，Cr0.12%，Si0.02%，Sn0.03%，余量为Al。
制备时，包括以下步骤：
1）配料：按照所述精密机床夹具用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料；
2）熔融：将原料放入熔炼炉中熔炼，温度控制在780℃精炼3h，得到熔融合金；
3）雾化、喷射成型：在喷射成型机中在使用氮气将熔融合金雾化为细小液滴，并进行喷射成型形成坯件；
4）后续热加工：使用热等静压处理，将坯件进行400℃/120MPa热等静压10，冷却至室温即得；
喷射成型的工艺参数为接收盘下降速度为15mm/min，偏心距为50mm，雾化压力为0.9MPa，雾化距离为390mm。
实施例2
本发明实施例中，一种精密机床夹具用合金，由以下按照质量百分比的原料组成：Zn9.1%，Mg2.8%，Cu2.5%，Zr0.29%，Mn1.0%，Cr0.36%，Si0.06%，Sn0.09%，余量为Al。
制备时，包括以下步骤：
1）配料：按照所述精密机床夹具用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料；
2）熔融：将原料放入熔炼炉中熔炼，温度控制在780℃精炼3h，得到熔融合金；
3）雾化、喷射成型：在喷射成型机中在使用氮气将熔融合金雾化为细小液滴，并进行喷射成型形成坯件；
4）后续热加工：使用热等静压处理，将坯件进行400℃/120MPa热等静压10，冷却至室温即得；
喷射成型的工艺参数为接收盘下降速度为15mm/min，偏心距为50mm，雾化压力为0.9MPa，雾化距离为390mm。
实施例3
本发明实施例中，一种精密机床夹具用合金，由以下按照质量百分比的原料组成：Zn7.8%，Mg2.4%，Cu1.5%，Zr0.12%，Mn0.6%，Cr0.27%，Si0.04%，Sn0.06%，余量为Al。
制备时，包括以下步骤：
1）配料：按照所述精密机床夹具用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料；
2）熔融：将原料放入熔炼炉中熔炼，温度控制在780℃精炼3h，得到熔融合金；
3）雾化、喷射成型：在喷射成型机中在使用氮气将熔融合金雾化为细小液滴，并进行喷射成型形成坯件；
4）后续热加工：使用热等静压处理，将坯件进行400℃/120MPa热等静压10，冷却至室温即得；
喷射成型的工艺参数为接收盘下降速度为15mm/min，偏心距为50mm，雾化压力为0.9MPa，雾化距离为390mm。
实施例4
本发明实施例中，一种精密机床夹具用合金，由以下按照质量百分比的原料组成：Zn7.8%，Mg2.4%，Cu1.5%，Zr0.12%，Mn0.6%，Cr0.27%，Si0.04%，Sn0.06%，余量为Al。
制备时，包括以下步骤：
1）配料：按照所述精密机床夹具用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料；
2）熔融：将原料放入熔炼炉中熔炼，温度控制在780℃精炼3h，得到熔融合金；
3）雾化、喷射成型：在喷射成型机中在使用氮气将熔融合金雾化为细小液滴，并进行喷射成型形成坯件；
4）后续热加工：使用热等静压处理，将坯件进行400℃/120MPa热等静压13，冷却至室温即得；
喷射成型的工艺参数为接收盘下降速度为20mm/min，偏心距为50mm，雾化压力为0.9MPa，雾化距离为400mm。
实施例5
本发明实施例中，一种精密机床夹具用合金，由以下按照质量百分比的原料组成：Zn7.8%，Mg2.4%，Cu1.5%，Zr0.12%，Mn0.6%，Cr0.27%，Si0.04%，Sn0.06%，余量为Al。
制备时，包括以下步骤：
1）配料：按照所述精密机床夹具用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料；
2）熔融：将原料放入熔炼炉中熔炼，温度控制在780℃精炼3h，得到熔融合金；
3）雾化、喷射成型：在喷射成型机中在使用氮气将熔融合金雾化为细小液滴，并进行喷射成型形成坯件；
4）后续热加工：使用热等静压处理，将坯件进行400℃/120MPa热等静压16，冷却至室温即得；
喷射成型的工艺参数为接收盘下降速度为25mm/min，偏心距为50mm，雾化压力为0.9MPa，雾化距离为420mm。
将实施例1~5制得的精密机床夹具用合金制成相应的测试件，按照国家标准测试，其主要性能如表1所示，由表中数据可以看出本发明的精密机床夹具用合金在保证高强度的同时，硬度和断裂韧性也较高。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 抗拉强度MPa | 750 | 770 | 810 | 815 | 800 |
| 硬度HV | 245 | 290 | 280 | 270 | 265 |
| 断裂韧性MPa·m1/2 | 17.9 | 17.4 | 18.4 | 18.8 | 19.1 |
| 致密度% | 95 | 95 | 95 | 97 | 96 |
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种精密机床夹具用合金，其特征在于，由以下按照质量百分比的原料组成：Zn6.8~9.1%，Mg2.1~2.8%，Cu1.1~2.5%，Zr0.06~0.29%，Mn0.4~1.0%，Cr0.12~0.36%，Si0.02~0.06%，Sn0.03~0.09%，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的精密机床夹具用合金，其特征在于，由以下按照质量百分比的原料组成：Zn7.3~8.6%，Mg2.2~2.5%，Cu1.4~2.0%，Zr0.09~0.16%，Mn0.5~0.8%，Cr0.23~0.31%，Si0.03~0.05%，Sn0.04~0.07%，余量为Al。
3.根据权利要求1所述的精密机床夹具用合金，其特征在于，由以下按照质量百分比的原料组成：Zn7.8%，Mg2.4%，Cu1.5%，Zr0.12%，Mn0.6%，Cr0.27%，Si0.04%，Sn0.06%，余量为Al。
4.一种如权利要求1-3任一所述的精密机床夹具用合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）配料：按照所述精密机床夹具用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料；
2）熔融：将原料放入熔炼炉中熔炼，温度控制在780℃精炼3h，得到熔融合金；
3）雾化、喷射成型：在喷射成型机中在使用氮气将熔融合金雾化为细小液滴，并进行喷射成型形成坯件；
4）后续热加工：使用热等静压处理，将坯件进行400℃/120MPa热等静压10~16h，冷却至室温即得。
5.根据权利要求4所述的精密机床夹具用合金的制备方法，其特征在于，步骤3）中，喷射成型的工艺参数为接收盘下降速度为15~25mm/min，偏心距为50mm，雾化压力为0.9MPa，雾化距离为390~420mm。
6.根据权利要求4所述的精密机床夹具用合金的制备方法，其特征在于，步骤4）中，得到的合金致密度不小于95%。
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Effective date of registration: 20180511 Address after: 237000 Anhui Shucheng Lu'an hang Bu Economic Development Zone Applicant after: Anhui Yu Lin Auto Parts Co., Ltd. Address before: 231300 Hangzhou County Industrial Park, Shucheng, Lu'an, Anhui Applicant before: Shucheng Jiu Lian Pml Precision Mechanism Ltd |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Alloy for precision machine tool clamp and preparation method of alloy Effective date of registration: 20181018 Granted publication date: 20180612 Pledgee: Shucheng Anhui rural commercial bank Limited by Share Ltd Pledgor: Anhui Yu Lin Auto Parts Co., Ltd. Registration number: 2018340000553 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20201224 Granted publication date: 20180612 Pledgee: Shucheng Anhui rural commercial bank Limited by Share Ltd. Pledgor: ANHUI YUMWAY AUTOMOTIVE COMPONENTS Co.,Ltd. Registration number: 2018340000553 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An alloy for precision machine tool fixture and its preparation method Effective date of registration: 20210113 Granted publication date: 20180612 Pledgee: Shucheng Anhui rural commercial bank Limited by Share Ltd. Pledgor: ANHUI YUMWAY AUTOMOTIVE COMPONENTS Co.,Ltd. Registration number: Y2021980000382 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |