CN1281054A - 制造滚动轴承实体保持架的高铝锌基合金材料 - Google Patents

制造滚动轴承实体保持架的高铝锌基合金材料 Download PDF

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Abstract

制造轴承实体保持架的高铝锌基合金材料与以往锌基合金相比,提高了允许工作温度;增强了合金的耐磨性能;合金的密度减小,降低了制造成本。合金具有优化的成分设计,含有50%以上的Al,一定数量范围的Cu、Si、Mn等多元合金元素。可用重力铸造、压铸或液态模锻的方法成形。是代替锰铅黄铜制造滚动轴承实体保持架及其它耐磨机械零件的新型合金材料。

Description

制造滚动轴承实体保持架的高铝锌基合金材料
本发明是制造滚动轴承实体保持架的高铝锌基合金材料。
滚动轴承实体保持架是滚动轴承的四大组件之一，目前使用的主要材质是锰铅黄铜(ZCuZn40Pb2，ZCuZn38Mn2Pb2)，其缺点是强度低，特别是屈服强度低，耐磨性差以及价格较贵；铜还是我国所缺乏的战略资源。用高铝锌基合金代替铜合金制造滚动轴承实体保持架，可以提高保持架的强度，减少装配废品率；使耐磨性提高，轴承噪声降低；延长使用寿命和降低制造成本。
中国专利申请号89100790．3的“一种制造轴承实体保持器的锌基合金材料”介绍，减少铜的含量小于1．5％，加入铅，经对ZA27合金改进后，适用于120℃以下的工况条件。
中国机械行业标准JB／T8562-1997“滚动轴承锌铝合金保持架材料技术条件”中的ZA27、ZA38合金也只适于在120℃以下的工作条件使用。
高铝锌基合金与铜合金相比，不利之处就是允许的使用温度低。提高高铝锌基合金允许的使用工作温度对合金材料更好地抵抗在轴承运转的磨合期和其它一些情况下可能出现的保持架表面瞬时较高温度现象，保证保持架的正常使用，具有重要意义。
合金中含有较高的Al含量，可提高合金的液相线温度，增强高温强度；可提高合金中α相的含量，有利于改善耐磨性能；同时可降低合金的密度。合金中同时加入一定数量范围的Cu、Mn和Si元素，可对基体的α相起到增强固溶强化的作用；同时可形成CuZn3、含锰化合物和Si相成为硬质点相，增加晶界的蠕变阻力，提高合金的高温强度；弥散分布的硬质点相可充分提高合金的耐磨性能。实际应用证明：高铝锌基合金具有很强的糊状凝固特征，其塑性和冲击韧性主要是由合金健全、致密的组织结构所决定的，本发明中合金元素含量范围不会对合金的韧、塑性造成有害影响。采用B-Ti复合变质剂可良好细化合金组织，利于减小产生缩松的倾向，并使硬质点相呈弥散均匀分布状态。
本发明的目的是提高高铝锌基合金的允许使用工作温度；进一步增强合金的耐磨性能，同时具有足够的韧、塑性能以及降低零件的制造成本。
本发明合金的化学成分配比是(WT％)：Al 48～65，Cu 1～3，Si 0．2～1．6，Mn 0．8～1．5，Mg 0．01～0．05，Ti 0．01～0．05，B 0．001～0．008，Zn余量。
零件毛坯可用重力铸造、压铸或液态模锻的方法成形；可在铸态、时效态或320℃～360℃固溶处理3小时空冷热处理，再经时效后使用。
本发明的优点是：合金强度、耐磨性提高；允许的使用工作温度提高；合金的密度比锰铅黄铜、ZA27及ZA38合金分别降低54％、33％和12．5％，使零件的制造成本降低。适宜于制造在小于170℃工作条件下使用的滚动轴承实体保持架以及其它耐磨机械零件。
本发明的实施例：
合金成分：Al 52％，Cu 2．5％，Si 0．25％，Mn 1．0％，Mg 0．03％，Ti 0．03％，B 0．002％，余量为Zn。
采用普通坩埚熔化；B-Ti复合变质剂处理；复合金属型重力铸造成形，时效状态下加工使用。其性能为：σ b=420 MPa，δ=13％，HB=125，ak=60J／cm2。

Claims (3)

1、用于制造滚动轴承实体保持架的高铝锌基合金材料，其特征在于由下列成分组成(重量百分比)：
Al 48～5            Cu 1～3            Si 0．2～1．6
Mn 0．8～1．5       Mg 0．01～0．05    Ti 0．01～0．05
B  0．001～0．008   Zn余量
2、根据权利1所述的高铝锌基合金，其特征是可在铸态，时效状态或320℃～360℃固溶处理保温3小时候急冷，经时效后使用。
3、根据权利1所述的高铝锌基合金，其特征在于可用重力铸造，压铸或液态模锻的方法成形。
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