CN108251725A - 用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料及其制备方法，涉及齿轮泵技术领域，该耐磨铝合金材料由以下质量百分比的成分组成：Si：0.7～1.6%；Fe：0.06～0.14%；Cu：3.5～4.7%；Mn：0.54～0.72%；Mg：0.73～1.62%；Zn：0.006～0.17%；Ni：0.008～0.15%；Ti：0.01～0.07%；Sn≤6.4%；余量为Al。本发明由铝合金压铸的产品强度高、耐磨性能好、重量轻；基于铝合金材质，根据铝合金材质的特性，使产品加工切削性好，提高了生产效率。由于铝合金侧板是单一金属，解决了不同金属收缩比不一，造成产品变形系数大的特点。

Description

用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及齿轮泵技术领域，具体来讲是一种用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料及其制备方法。
背景技术
传统的齿轮泵侧板都是采用合金铜与钢板接合组成的双金属材料生产的。双金属材料加工的侧板基于08F钢的特性导致加工难度大，造成生产周期长。另外，双金属侧板由于不同材料收缩比不一致的特点造成该产品在工作过程中变形系数大，影响产品寿命。
发明内容
为了解决现有齿轮泵侧板加工难、生产周期长、变形系数大、成本高的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料及其制备方法，主要用于轻量化、散热性好、环保领域中高压液压元件的侧板制作。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料，该耐磨铝合金材料由以下质量百分比的成分组成：Si：0.7～1.6%；Fe：0.06～0.14%；Cu：3.5～4.7%；Mn：0.54～0.72%；Mg：0.73～1.62%；Zn：0.006～0.17%；Ni：0.008～0.15%；Ti：0.01～0.07%；Sn≤6.4%；余量为Al。
在上述技术方案的基础上，该耐磨铝合金材料由以下质量百分比的成分组成：Si：1.2%；Fe：0.1%；Cu：4.1%；Mn：0.63%；Mg：1.17%；Zn：0.088%；Ni：0.079%；Ti：0.04%；Sn：3.2%；余量为Al。
本发明还提供一种利用上述耐磨铝合金材料制备齿轮泵浮动侧板的方法，通过压力铸造的方法将耐磨铝合金材料融化后，用压铸机通过侧板压铸模具将融化的耐磨铝合金材料压铸形成铝合金侧板产品。
在上述技术方案的基础上，包括以下步骤：步骤S1．选取适量的Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ni、Ti、Sn、Al进行配料；步骤S2．将选配好的Al装入熔化炉中进行熔化，待Al熔化后，依次加入Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ni、Ti、Sn，对熔体进行搅拌；待溶化的熔体液面升至正常值同时熔体温度达到700℃时，打开炉门进行除渣作业；步骤S3．当熔体在炉内完成除渣作业且成分检验合格后，将温度达到720-750℃的熔体放出转入中转包，然后将中转包运到旋转除气区进行精炼；步骤S4．精炼完成后，向压铸机保温炉内转注熔体；利用压铸机通过侧板压铸模具将融化的耐磨铝合金材料压铸即可。
本发明的有益效果在于：
1、耐磨铝合金材料切削性能好，易加工，大大缩短了生产周期，提高了生产效率。
2、耐磨铝合金材料重量轻，散热效果好，提高了产品的工作效率。
3、耐磨铝合金材料是单一材料，消除了由于不同材料收缩比不一致的缺点，提高了产品寿命。
附图说明
图1为本发明实施例中齿轮泵浮动侧板的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
参见图1所示，本发明实施例提供了一种用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料，该耐磨铝合金材料由以下质量百分比的成分组成：
Si：0.7～1.6%；
Fe：0.06～0.14%；
Cu：3.5～4.7%；
Mn：0.54～0.72%；
Mg：0.73～1.62%；
Zn：0.006～0.17%；
Ni：0.008～0.15%；
Ti：0.01～0.07%；
Sn≤6.4%；
余量为Al。
具体的，该耐磨铝合金材料由以下质量百分比的成分组成：
Si：1.2%；
Fe：0.1%；
Cu：4.1%；
Mn：0.63%；
Mg：1.17%；
Zn：0.088%；
Ni：0.079%；
Ti：0.04%；
Sn：3.2%；
余量为Al。
本发明还公开了一种利用上述耐磨铝合金材料制备齿轮泵浮动侧板的方法，通过压力铸造的方法将耐磨铝合金材料融化后，用压铸机通过侧板压铸模具将融化的耐磨铝合金材料压铸形成铝合金侧板产品。
具体的，包括以下步骤：
步骤S1．选取适量的Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ni、Ti、Sn、Al进行配料；
步骤S2．将选配好的Al装入熔化炉中进行熔化，待Al熔化后，依次加入Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ni、Ti、Sn，对熔体进行搅拌；待溶化的熔体液面升至正常值同时熔体温度达到700℃时，打开炉门进行除渣作业；
步骤S3．当熔体在炉内完成除渣作业且成分检验合格后，将温度达到720-750℃的熔体放出转入中转包，然后将中转包运到旋转除气区进行精炼；
步骤S4．精炼完成后，向压铸机保温炉内转注熔体；利用压铸机通过侧板压铸模具将融化的耐磨铝合金材料压铸即可。
下面，通过具体的实施例来对本发明作进一步说明。
实施例一
本发明实施例提供了一种用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料，该耐磨铝合金材料由以下质量百分比的成分组成：
Si：0.7%；
Fe：0.06%；
Cu：3.5%；
Mn：0.54%；
Mg：0.73%；
Zn：0.006%；
Ni：0.008%；
Ti：0.01%；
Al：94.446%。
实施例二
本发明实施例提供了一种用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料，该耐磨铝合金材料由以下质量百分比的成分组成：
Si：1.6%；
Fe：0.14%；
Cu：4.7%；
Mn：0.72%；
Mg：1.62%；
Zn：0.17%；
Ni：0.15%；
Ti：0.07%；
Sn：6.4%；
Al：84.43%。
实施例三
本发明实施例提供了一种用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料，该耐磨铝合金材料由以下质量百分比的成分组成：
Si：1.2%；
Fe：0.1%；
Cu：4.1%；
Mn：0.63%；
Mg：1.17%；
Zn：0.088%；
Ni：0.079%；
Ti：0.04%；
Sn：3.2%；
Al：89.393%。
1.压铸工艺是将压铸机、压铸模和合金三大要素有机地组合而加以综合运用的过程。而压铸时金属按填充型腔的过程是将压力、速度、温度以及时间等工艺因素得到统一的过程。其原理是：1. 压铸工艺原理是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内2.金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。3. 冷、热室压铸是压铸工艺的两种基本方式。
冷室压铸中金属液由手工或自动浇注装置浇入压室内然后压射冲头前进将金属液压入型腔。在热室压铸工艺中压室垂直于坩埚内金属液通过压室上的进料口自动流入压室。压射冲头向下运动推动金属液通过鹅颈管进入型腔。金属液凝固后压铸模具打开取出铸件完成一个压铸循环。
2.适用设备 STM-400溶化炉。
3.工艺流程 炉料准备→配料→加料→熔化→扒渣→导入中转包→精炼→导入保温炉。
4.准备工作
4.1设备的准备检查STM-400溶化炉、中转包、中转包预热装置、旋转除气装置、行车等是否能够正常工作。
4.2中转包加热铝液中转包超过24小时不用时必须经过烘烤3小时以上方可使用正常使用前必须在中转包预热装置中预热预热温度设定为400℃。
4.3与金属液接触的工具(钟罩打渣勺热电偶扒渣勺等)在使用前要刷涂料并且必须经过充分烘烤并保温一段时间后方可使用。
4.4原材料的准备:检查合金锭、除渣剂、精炼剂等是否准备齐全,且以上材料均应是检验合格的,各种原材料必须做好标识。
4.5回炉料的分类和加入比例一级回炉料 不合格毛坯不含因成分原因造成的不合格、浇口 ≤40 %二级回炉料 集渣包、大飞边、重熔合金锭 ≤20 %三级回炉料 细碎飞边、严重油污料 需经重熔、除渣、浇锭后做二级回炉料使用注意一级回炉料与二级回炉料的重量之和占炉料总重量的比例应小于40%。4. 停炉后重新开炉时
5. 应按下表进行烘炉6. 初始温度7. ℃ 升温速率8. ℃/h 终止温度9. ℃升温时间h注意此表的温度指“炉膛温度”升温曲线应根据开炉时炉膛温度的显示值确定。
6.燃烧点火
6.1点火前应检查以下事项
6.1.1检查控制柜电源是否正常控制柜内的开关断路器处于接通状态温控仪表显示正常初次送电报警器会声光报警按“复位”键让报警声停止。
6.1.2观察燃气压力是否过高或过低及压缩空气是否过低正常燃烧器燃气使用压力范围5-10kpa。燃气源压力应低于100kpa。
6.1.3电源和燃气压力正常可以启动设备开始运行。
6.2保温炉点火
6.2.1“急停”按钮处于释放状态
6.2.2启动“助燃风机”按钮使助燃风机运行。
6.2.3将“保温燃烧器开关”打到“自动”位置保温燃烧器将自动点火。
6.2.4温控表检测值超过设定值就会停止燃烧器的运行同时控制柜面板上“点火指示”指示灯灭此时不用任何操作待温度降到设定的温度值燃烧器就会自动重新点火。
6.3熔化炉点火
6.3.1“急停”按钮处于释放状态。
6.3.2如果“助燃风机”没有启动先启动“助燃风机”按钮使助燃风机运行。
6.3.3风压正常后“主电磁阀开”指示灯亮。“助燃风压低”指示灯灭。
6.3.4熔化燃烧器控制按钮“手/自动”应置于“自动”位设定“铝液温控表”和“烟气温控表”使其不在超温状态此时熔化燃烧器就会自动运行点火并根据温控表的信号自动控制火力的大小。在控制面板上有大小火状态指示。
6.3.5燃烧器火焰检测失败会有告警控制面板上相应的红色故障告警指示灯亮。按一下“复位”按钮燃烧器自动重复点火运行。连续3次点火不成功就要检查风气比例是否合适点火及检测电路是否有故障。同时要打开保温清渣炉门和熔化清渣炉门进行通风防止因燃气累计过多引起爆炸。
6.3.6两个燃烧器可以同时工作也可以只运行其中任意一个。
6.3.7温控表检测值超过设定值燃烧器就会停止运行同时控制柜面板上超温红色指示灯亮此时不用任何操作待温度降到设定的温度值燃烧器就会自动重新点火。
7.加料
7.1停炉后重新使用时必须经过烘炉后方可加料。
7.2初次加料前先关闭所有燃烧机。
7.3先从熔炼清渣门加入适量小块回炉料铺垫在熔化区底部以防砸坏炉底。
7.4按比例将回炉料和铝锭加入料车注意料高不能超过料车的上沿。
7.5打开上料架门将加满料的小车推进上料架内关门。
7.6将“手/自动加料”按钮旋在“自动”位置按“加料自动”按钮开始自动加料。
7.7小车下降到位后将小车拉出来装料再推进去关门进行下一个循环。
7.8采用手动加料时将“手/自动加料”按钮旋在“手动”位置。
7.9采用手动时装料的顺序是手动开门-手动上升-手动下降-手动关门。注意手动上升、下降时应持续按相应按钮开门、关门时点一下即可 料满指示”灯亮时手动、自动都不能加料。
8.保温区除渣
8.1待溶化的铝液面升至正常值同时铝液温度达到700℃时打开保温炉门进行除渣作业。
8.2除渣剂用量根据铝渣的多少加5-7包除渣剂按每包1Kg计算。
8.3在打开保温室及溶解室炉门时应先关闭相应的燃烧器以免炉内火焰串出烧伤操作人员。
8.4操作时应使除渣剂与表层炉渣充分混合后关闭炉门打开燃烧机再加热15分钟后再进行除渣作业。注意汽缸手柄向下旋转为开向上旋转为关。
9检验 待溶化的铝液面升至正常值同时铝液温度达到700℃时从保温炉口舀取试样进行化学成分分析。频次1次/炉中转包。
10.出炉 当铝液在炉内完成除渣作业、成分检验合格后并且铝液温度达到720-750℃时可将铝液放出转入中转包将中转包运到旋转除气区进行精炼。注意出液完毕后一定要更换保温帽扳动切换阀将出液口堵死。放入中转包铝液的量至少要低于中转包上沿30cm。
11. 铝液转注
11.1将中转包中的铝液注入压铸机的保温炉内。
11.2向压铸机保温炉内转注铝液时要时时观察保温炉内液面高度情况,防止铝液溢出,要求铝液的液面高度应至少低于保温炉上沿30cm以上。
12.停炉
12.1本炉备有两个出液口除常用出液口外还有一个比常用出液口位置低的放渣口用于排放沉积于底部的残渣平时视铝液成分情况定期排放长期停炉时应将炉内铝液彻底放尽以便清扫和有效地保护炉子。
12.2初次使用时如发现出液不畅可使用铁棒之类的工具疏通一下出液口但要绝对注意安全以免烫伤。
12.3停炉时应缓慢降温。可将炉膛温控表的定值设定在300℃待实际温度降至此温度后按燃气-助燃风-电源的顺序关闭。
13.氧化物清除作业 在长期停炉或修炉时应将附着于炉壁、炉底的氧化物彻底清除以有效保护炉内耐火材料不受损坏进行氧化物清除作业时应将溶解室温度设置在700℃-750℃保持室温度设置在600℃-700℃连续运行30分钟后关闭所有燃烧器趁炉内温度较高氧化物软化的时候用铲子之类的工具将溶解室炉壁、炉底的氧化物刮下打开保温室的炉门将保温室及溶解室内氧化物用工具扒出炉子操作时要小心不要用力过大以免损坏炉壁上的耐火材料。
14.参数设定 铝液温度710730℃ 烟气温度800840℃ 炉膛温度760800℃
15.其他15.1未经试用验证的新原辅材料新厂家、新材料不允许使用。
15.2每班必须彻底清理一次铝液中转包包壁、包底。
15.3出铝导流槽每使用一次必须彻底清理一次并适时刷好涂料烘烤干燥。
15.4加铝液时要密切关注叉车的运行状况防止铝液溅出伤人。
15.5 填好交班记录做好现场整洁工作。15.6 熔炼工上岗前必须穿戴好劳动防护用品做好对工具喷好涂料并烘干等作业
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料，其特征在于，该耐磨铝合金材料由以下质量百分比的成分组成：
Si：0.7～1.6%；
Fe：0.06～0.14%；
Cu：3.5～4.7%；
Mn：0.54～0.72%；
Mg：0.73～1.62%；
Zn：0.006～0.17%；
Ni：0.008～0.15%；
Ti：0.01～0.07%；
Sn≤6.4%；
余量为Al。
2.如权利要求1所述的耐磨铝合金材料，其特征在于，该耐磨铝合金材料由以下质量百分比的成分组成：
Si：1.2%；
Fe：0.1%；
Cu：4.1%；
Mn：0.63%；
Mg：1.17%；
Zn：0.088%；
Ni：0.079%；
Ti：0.04%；
Sn：3.2%；
余量为Al。
3.一种利用权利要求1或2所述耐磨铝合金材料制备齿轮泵浮动侧板的方法，其特征在于：通过压力铸造的方法将耐磨铝合金材料融化后，用压铸机通过侧板压铸模具将融化的耐磨铝合金材料压铸形成铝合金侧板产品。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1．选取适量的Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ni、Ti、Sn、Al进行配料；
步骤S2．将选配好的Al装入熔化炉中进行熔化，待Al熔化后，依次加入Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ni、Ti、Sn，对熔体进行搅拌；待溶化的熔体液面升至正常值同时熔体温度达到700℃时，打开炉门进行除渣作业；
步骤S3．当熔体在炉内完成除渣作业且成分检验合格后，将温度达到720-750℃的熔体放出转入中转包，然后将中转包运到旋转除气区进行精炼；
步骤S4．精炼完成后，向压铸机保温炉内转注熔体；利用压铸机通过侧板压铸模具将融化的耐磨铝合金材料压铸即可。
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