RU1770432C - Aluminium based alloy - Google Patents

Aluminium based alloy

Info

Publication number
RU1770432C
RU1770432C SU904877747A SU4877747A RU1770432C RU 1770432 C RU1770432 C RU 1770432C SU 904877747 A SU904877747 A SU 904877747A SU 4877747 A SU4877747 A SU 4877747A RU 1770432 C RU1770432 C RU 1770432C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
silicon
copper
nickel
iron
Prior art date
Application number
SU904877747A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Александрович Астапчик
Александр Тихонович Волочко
Original Assignee
Физико-технический институт АН БССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Физико-технический институт АН БССР filed Critical Физико-технический институт АН БССР
Priority to SU904877747A priority Critical patent/RU1770432C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1770432C publication Critical patent/RU1770432C/en

Links

Landscapes

  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

Сплав предназначен дл  применени  в качестве деталей узлов трени , Сплав содержит , мас.%: магний 0,3-1,5; графит 0,5- 3,0; медь 4,5-30,0; кремний 0,5-6,5; железо 0,1-0,5; никель 0,1-0,5; алюминий - остальное . Свойства сплава следующие: износ обр. 0,021-0,040, конт. 0,009-0,031, коэфф. трени  0,013-0,073, относит, удлинение 1.4-3..0; НВ 48-89. 1 табл.The alloy is intended for use as parts of friction units. The alloy contains, wt.%: Magnesium 0.3-1.5; graphite 0.5-3.0; copper 4.5-30.0; silicon 0.5-6.5; iron 0.1-0.5; nickel 0.1-0.5; aluminum is the rest. The properties of the alloy are as follows: wear arr. 0.021-0.040, cont. 0.009-0.031, coefficient friction 0.013-0.073, includes elongation 1.4-3..0; HB 48-89. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к области металлургии алюминиевых материалов, сочетающих высокую антифрикционность и механическую прочность, и может примен тьс  дл  узлов трени .The invention relates to the field of metallurgy of aluminum materials combining high antifriction and mechanical strength, and can be applied to friction units.

Дл  повышени  антифрикционных свойств в большинстве известных алюминиевых сплавов дл  узлов трени  ввод т элементы: олово, свинец, сурьму и др. в количестве 5-40% (Буше Н.А. и др. Подшипники из алюминиевых сплавов. - М.: Транспорт , 1974, с. 16-17). Однако эти элементы дорогосто щи и дефицитны.In order to increase the antifriction properties in most known aluminum alloys for friction units, elements are introduced: tin, lead, antimony, and others in an amount of 5-40% (N. Bush and others. Bearings made of aluminum alloys. - M .: Transport, 1974, p. 16-17). However, these elements are expensive and scarce.

В св зи с отсутствием дефицита и невысокой стоимостью несомненный интерес представл ют материалы композитного типа с включени ми графита, наход щегос  в структуре в несв занном состо нии.Due to the lack of deficit and low cost, composite materials with graphite inclusions in an unbound state in the structure are of undoubted interest.

Из известных решений наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  литейный сплав на основе алюмини , включающий в состав кремний 2-20%, графит 0,5-15%, магний 0,3-1,5%. алюминий остальное (авт.св. № 479814, кл. С 22 С 21/04).Of the known solutions, the closest in technical essence and the achieved effect is an aluminum-based casting alloy comprising silicon 2-20%, graphite 0.5-15%, magnesium 0.3-1.5%. the rest is aluminum (ed. St. No. 479814, class C 22 C 21/04).

Однако как показали исследовани , при длительном выстаивании расплава основы алюминий, кремний при повышенных температурах по вл ютс  карбиды метал- . лов. Причем присутствие в сплаве в больших количествах карбидообразующего элемента - кремний, нар ду с тем, что способствует образованию карбида кремни  SiC. также интенсифицирует и образование карбида алюмини  AleCj. Включени  карбидов резко увеличивают износ узла трени , снижают механические свойства, кроме того, ухудшают обрабатываемость материала, привод т к увеличению пористости, снижают его коррозионную стойкость. Стабильность высоких антифрикционных и механических свойств очень низка.However, studies have shown that with prolonged curing of the molten base aluminum, silicon at elevated temperatures metal carbides appear. fishing Moreover, the presence of a large amount of a carbide forming element in the alloy is silicon, along with the fact that it promotes the formation of silicon carbide SiC. also intensifies the formation of aluminum carbide AleCj. The inclusion of carbides sharply increases the wear of the friction unit, reduces the mechanical properties, in addition, worsens the workability of the material, leads to an increase in porosity, and reduces its corrosion resistance. The stability of high antifriction and mechanical properties is very low.

Вместе с тем, характерным дл  литейных алюминиевых сплавов (см. Структура и свойства алюминиевых сплавов./ Л.Ф. Мон- дольфо. Пер. с англ.-М.: Металлурги , 1979, Алюминий / Под ред. Туманова.- М : Металлурги , 1972)  вл етс  наличие в составе карбидообразующих элементов (кремни , железа, никел ). Так,добавки кремни  улучшают технологические (литейные) свойства Железо и никель ввод т в антифрикционные , подшипниковые сплавы дл  повышени  жаропрочности, а также зачастую приAt the same time, characteristic of foundry aluminum alloys (see. Structure and properties of aluminum alloys. / LF Mondolfo. Trans. From English.-M.: Metallurgists, 1979, Aluminum / Ed. By Tumanov.- M: Metallurgists, 1972) is the presence of carbide-forming elements (silicon, iron, nickel) in the composition. Thus, silicon additives improve technological (foundry) properties. Iron and nickel are introduced into antifriction, bearing alloys to increase heat resistance, and also often with

(L

СWITH

33

оabout

tt

юYu

производстве литейных алюминиевых сплавов , они присутствуют в виде примесей.the production of cast aluminum alloys, they are present in the form of impurities.

Целью изобретени   вл етс  повышение антифрикционных и механических свойств.The aim of the invention is to increase the antifriction and mechanical properties.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что материал на основе алюмини , включающий кремний, магний, графит, дополнительно содержит медь, железо и никель при следующем соотношении компонентов, мас.%:The goal is achieved in that the aluminum-based material, including silicon, magnesium, graphite, additionally contains copper, iron and nickel in the following ratio, wt.%:

Магний0.3-1,5Magnesium 0.3-1.5

Графит0,5-3,0Graphite 0.5-3.0

Медь4,5-30,0Copper 4.5-30.0

Кремний0,5-6,5Silicon: 0.5-6.5

Железо0,1-0,5Iron0.1-0.5

Никель0,1-0,5Nickel 0.1-0.5

АлюминийОстальноеAluminum Else

Причем отношение суммарного содержани  кремни , железа и никел  к содержанию меди не превышает условие 1:4.Moreover, the ratio of the total content of silicon, iron and nickel to the content of copper does not exceed the condition 1: 4.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емый состав отличаетс  от известного следующими признаками: наличием и содержанием меди , железа и никел , условием соотношени  компонентов.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed composition differs from the known one by the following features: the presence and content of copper, iron and nickel, by the condition of the ratio of the components.

Сущность технического решени  состоит в следующем.The essence of the technical solution is as follows.

Медь не взаимодействует с графитом и, как показали исследовани , ее присутствие в за вл емом количестве не способствует образованию карбидов. Установлено также, что при за вл емом соотношении некарби- дообразующего элемента - медь и карбидо- обрэзующих элементов, наиболее часто используемыми в большинстве алюминиевых сплавов, достигаетс  также термическа  стабильность сплава. Другими словами, чтобы исключить образование карбидов ,, необходимо, чтобы в составе литейного;- алюминиевого сплава содержание меди превышало содержание карбидообра- зующих элементов (кремний, железо, никель ) не менее чем в 4 раза. В противном случае, как показали исследовани , в структуре вы вл ютс  карбиды металлов, и, как видно из табл. 1, свойства в данном случае снижаютс .Copper does not interact with graphite and, as studies have shown, its presence in the claimed amount does not contribute to the formation of carbides. It has also been established that, with the claimed ratio of non-carbide forming element to copper and carbide forming elements, which are most often used in most aluminum alloys, the thermal stability of the alloy is also achieved. In other words, in order to exclude the formation of carbides, it is necessary that the copper content in the composition of a casting - aluminum alloy exceeds the content of carbide-forming elements (silicon, iron, nickel) by at least 4 times. Otherwise, as shown by the studies, metal carbides appear in the structure, and, as can be seen from the table. 1, the properties in this case are reduced.

Как следует из табл. 1 (N° 1-4), наиболее оптимальные добавки меди регламентированы в пределах 4,5-30%. Нижний предел обусловлен недостаточными прочностными свойствами. С повышением содержани  меди более 30% происходит охрупчивание ос- новы сплава, снижаютс  при этом пластические свойства, растет износ образца и контртела.As follows from the table. 1 (N ° 1-4), the most optimal copper additives are regulated in the range of 4.5-30%. The lower limit is due to insufficient strength properties. With an increase in the copper content of more than 30%, the base of the alloy becomes brittle, the plastic properties decrease, and the wear of the sample and counterbody increase.

Присутствие в сплаве кремни  нар ду с тем. что благопри тно вли ет на технологические качества, также приводит и к образованию карбидов - стабильность свойств снижаетс . Увеличение кремни  больше граничного значени  6,5 (№ 5, 6, табл. 1)The presence of silicon in the alloy is along with that. which favorably affects the technological qualities, also leads to the formation of carbides - the stability of the properties decreases. The increase in silicon is greater than the boundary value of 6.5 (No. 5, 6, table. 1)

крайне нежелательно. Чтобы устранить кар- бидообразование, необходимо еще большее (более 30%) содержание меди, что резко охрупчивает материал. Как видно из табл. 1 Kb 7. 8, заметный эффект повышени highly undesirable. To eliminate carbide formation, an even greater (more than 30%) copper content is necessary, which sharply embrittles the material. As can be seen from the table. 1 Kb 7. 8, noticeable enhancement effect

0 прочностных и антифрикционнных свойств был отмечен при содержании кремни  более 0,5%. Это св зано главным образом за счет увеличени  жидкотекучести, а следовательно , плотности заготовок.0 strength and anti-friction properties were noted with a silicon content of more than 0.5%. This is mainly due to an increase in the fluidity and, consequently, the density of the workpieces.

5 Никель ввод т в алюминиево-медные сплавы дл  повышени  жаропрочности, что важно дл  антифрикционных материалов, работающих при высоких температурах (например , поршень-цилиндр) совместно с ни0 келем железо добавл етс  специально дл  увеличени  стойкости против коррозии, а в сплавы, содержащие и магний с целью снижени  аномального роста зерна. При содержании железа и никел  менее 0,1 % (см. № 7,5 Nickel is introduced into aluminum-copper alloys to increase heat resistance, which is important for antifriction materials operating at high temperatures (for example, piston-cylinder) together with nickel, iron is added specifically to increase resistance to corrosion, and in alloys containing and magnesium to reduce abnormal grain growth. When the content of iron and nickel is less than 0.1% (see No. 7,

5 9, 10 табл. 1) отмечено повышение износа и снижение твердости. Увеличение карбидо- образующих элементов железо, никель (см. №11 табл. 1) нежелательно, так как приводит к образованию карбидов, кроме того,5 9, 10 tab. 1) an increase in wear and a decrease in hardness were noted. An increase in the carbide-forming elements iron and nickel (see No. 11 of Table 1) is undesirable, since it leads to the formation of carbides, in addition,

0 добавки железа более 0.5% охрупчивают материал, а введение никел  ограничено экономической нецелесообразностью,0 iron additives of more than 0.5% embrittle the material, and the introduction of nickel is limited by economic inexpediency,

При выходе за минимальные граничные значени  магни  (см. Nfe 13, 14, табл. 1) твер5 дость резко падает, при этом снижаютс  и антифрикционные свойства. При большем, выход щем за граничные значени  (см. № 15,16, табл. 1), прочностные характеристики практически не измен ютс , но уменьшает0 с  более чем в 2 раза пластичность, падает антифрикционность.When the minimum boundary values of magnesium (see Nfe 13, 14, Table 1) are exceeded, the hardness drops sharply, while the antifriction properties also decrease. With a larger value that goes beyond the boundary values (see No. 15.16, Table 1), the strength characteristics practically do not change, but their ductility decreases by more than 2 times, and antifriction decreases.

Оптимальное содержание графита 0,5- 3,0% (№ 17-20. см. табл. 1) обусловлено: при меньшем содержании износ и коэффициентThe optimum graphite content of 0.5-3.0% (No. 17-20. See table. 1) is due to: at a lower content, wear and coefficient

5 трени  очень высоки; при большем, выход щем за граничные значени , тер етс  металлическа  монолитность - механические свойства снижаютс  в 1,2-1.3 раза, также как и антифрикционные.5 frills are very high; at greater, exceeding the boundary values, the metal monolithicity is lost - the mechanical properties are reduced by 1.2-1.3 times, as well as antifriction.

0 Следует особо отметить, что несмотр  .на то, что материал может содержать промежуточные за вл емые значени  элементов, а за вл емое соотношение (Si+Fe+Ni/Cu. %) не соблюдаетс , свойства такого матери5 ала резко снижаютс  (см. N; 12, табл. 1).0 It should be emphasized that despite the fact that the material may contain intermediate declared values of the elements, and the declared ratio (Si + Fe + Ni / Cu.%) Is not observed, the properties of such a material are sharply reduced (see N; 12, table 1).

Пример конкретного выполнени . Материалы получали с использованием лигатуры алюминий - 8% графита, котора  изготавливалась методом экструзии исходных компонентов порошков алюмини  ПА-4 иAn example of a specific implementation. The materials were obtained using the ligature aluminum - 8% graphite, which was manufactured by extrusion of the initial components of the powders of aluminum powders PA-4 and

графита С-1. Лигатура вводилась в нагретый до температуры 725°С расплав (составы № 1-10, см. табл. 1), после чего расплавленна  масса перемешивалась в течение 0,5 час и заливалась в медный кокиль следующих размеров: внутренний и наружный диаметр соответственно - 20 и 110 мм, высота - 100 мм. Из отлитых заготовок вырезались образцы дл  испытаний.graphite C-1. The ligature was introduced into a melt heated to a temperature of 725 ° C (compositions No. 1–10, see Table 1), after which the molten mass was mixed for 0.5 hours and poured into a copper chill mold of the following sizes: inner and outer diameters, respectively, 20 and 110 mm, height - 100 mm. Test specimens were cut from cast blanks.

Оценка атифрикционных свойств проводилась на машине трени  типа АЕ-5 в услови х ограниченной подачи смазки (1 капл  в 10 с при нагрузке 220-240 кг/см ). Материал контртела - сталь 40х (термообра- ботанна ). Смазка - дизельное масло Д-16. Механические свойства ( д- относительное удлинение, НВ - твердость по Бринелю) оценивали по стандартной методике (ГОСТ 9657-73).The atifriction properties were evaluated on a friction machine of the AE-5 type under conditions of limited lubricant supply (1 drop in 10 s at a load of 220-240 kg / cm). Counterbody material - steel 40x (heat-treated). Greasing - D-16 diesel oil. Mechanical properties (d - elongation, HB - Brinell hardness) were evaluated according to standard methods (GOST 9657-73).

Соответствующие составы алюминиевого сплава предварительно сплавл лись в электропечи сопротивлени  на воздухе. Шихтовыми материалами служили: алюминий А7, медь электролитическа , кремний КО. магний Мг99, армкожелезо.Appropriate aluminum alloy compositions were pre-alloyed in an electric resistance furnace in air. The charge materials were: aluminum A7, copper electrolytic, silicon KO. magnesium Mg99, iron iron.

Магний добавл ли в расплав (в том числе и в состав прототипа) завернутым в алюминиевую фольгу. ЕСУ;И сравнить значени  свойств материала - прототипа (М 11), изготовленного при тех же услови х, что и за вл емый материал, то свойства последнего в 1,5-10 раз выше.Magnesium was added to the melt (including the prototype) wrapped in aluminum foil. ESU; And compare the values of the properties of the material - the prototype (M 11), manufactured under the same conditions as the claimed material, then the properties of the latter are 1.5-10 times higher.

Металлографические и микроструктурные исследовани  показывают, что в составах за вл емого сплава отсутствуют карбиды алюмини , в то врем  как в структуре материала-прототипа и материале, содержание элементов которого выходит за граничные значени , обнаружены нар ду с карбидом алюмини  также и карбиды кремни , железа, никел .Metallographic and microstructural studies show that aluminum carbides are absent in the compositions of the claimed alloy, while silicon and iron carbides were found in addition to aluminum carbide in the structure of the prototype material and the material whose elements are out of bounds. nickel.

Использование в качестве упрочнителей основы алюминиевых сплавов недорогосто щих и доступных элементов (медь, кремни ), а также составл ющей графит, котора  резко повышает антифрикционныеThe use of low-cost and affordable elements (copper, silicon) as a base hardener for aluminum alloys, as well as a graphite component, which sharply increases antifriction

свойства в сочетании с возможностью выдержки при повышенной температуре, обеспечивают сплаву доступность к массовому внедрению. Материалы рекомендованы взамен дорогосто щих и дефицитныхproperties, combined with the possibility of holding at elevated temperatures, provide the alloy with accessibility to mass introduction. Materials are recommended instead of expensive and scarce

сплавов на медной и железной основе. По мере необходимости увеличени  прочностных свойств сплав может подвергатьс  термообработке.alloys on a copper and iron basis. As necessary, to increase the strength properties of the alloy can be subjected to heat treatment.

Claims (1)

Формула изобретени The claims Сплав на основе алюмини , содержащий магний, кремний и графит, отличающийс  тем. что, с целью повышени  антифрикционных и механических свойств, он дополнительно содержит медь, железо и никель при следующем соотношении компонентов , мае. %:An aluminum based alloy containing magnesium, silicon and graphite, characterized in that which, in order to increase the antifriction and mechanical properties, it additionally contains copper, iron and nickel in the following ratio of components, May. %: Магний0.3-1,5Magnesium 0.3-1.5 Графит0 5-3,0Graphite 0 5-3.0 Медь4,5-30,0Copper 4.5-30.0 Кремний0,5-6.5Silicon 0.5-6.5 Железо0,1-0,5Iron0.1-0.5 Никель0,1-0,5АлюминийОстальное ,Nickel 0.1-0.5 Aluminum Else, причем отношение суммарного содержани  кремни , железа и никел  к содержанию меди составл ет 1:4.moreover, the ratio of the total content of silicon, iron and nickel to the content of copper is 1: 4.
SU904877747A 1990-09-17 1990-09-17 Aluminium based alloy RU1770432C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904877747A RU1770432C (en) 1990-09-17 1990-09-17 Aluminium based alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904877747A RU1770432C (en) 1990-09-17 1990-09-17 Aluminium based alloy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1770432C true RU1770432C (en) 1992-10-23

Family

ID=21542510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904877747A RU1770432C (en) 1990-09-17 1990-09-17 Aluminium based alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1770432C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0587307A1 (en) * 1992-08-28 1994-03-16 Gec-Marconi Limited Aluminium alloys

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Сборник ВИЛС Современные алюминиевые и магниевые сплавы, 1970, с. 31, спл. АК. Авторское свидетельство СССР № 479814, кл. С 22 С 27/04, 1975. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0587307A1 (en) * 1992-08-28 1994-03-16 Gec-Marconi Limited Aluminium alloys

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102226764B1 (en) High-tensile brass alloy and alloy product
KR101265391B1 (en) Pb-FREE COPPER ALLOY SLIDING MATERIAL AND PLAIN BEARINGS
KR20160021765A (en) Aluminum alloy composition with improved elevated temperature mechanical properties
KR100257722B1 (en) High abrasion resistant aluminum bronze alloy and sliding members using same
JP5797360B1 (en) Aluminum alloy for die casting and aluminum alloy die casting using the same
CN114829643A (en) Heat-resistant aluminum powder material
CN111020303A (en) 4XXX series aluminum alloy and preparation method thereof
CN110747369A (en) Lead-free-cutting silicon-magnesium-calcium brass alloy and preparation method thereof
CN111630194A (en) Bronze alloy and sliding member using the same
RU1770432C (en) Aluminium based alloy
KR20180117093A (en) Sliding parts made of copper-zinc alloy
KR102489980B1 (en) Aluminum alloy
JP7293696B2 (en) Aluminum alloy casting material and manufacturing method thereof
US3031298A (en) Bearing alloys
KR101599520B1 (en) A grey cast iron
RU2226569C1 (en) Aluminum-base casting antifriction alloy
JP6267408B1 (en) Aluminum alloy and aluminum alloy castings
JP3920656B2 (en) High rigidity aluminum alloy containing boron
JPS626734B2 (en)
KR102346994B1 (en) Al-Zn-Cu alloy with high wear resistance and article using the same
JP2012092367A (en) Magnesium alloy and magnesium alloy member
JP7202235B2 (en) Low lead copper alloy
SU1726547A1 (en) Copper base alloy
JPH0913133A (en) Aluminum bronze and sliding member using the same
RU2643284C2 (en) Aluminium-based antifriction alloy