RU2660543C2 - Алюминиевая бронза, способ изготовления и продукт из алюминиевой бронзы - Google Patents

Алюминиевая бронза, способ изготовления и продукт из алюминиевой бронзы Download PDF

Info

Publication number
RU2660543C2
RU2660543C2 RU2016135072A RU2016135072A RU2660543C2 RU 2660543 C2 RU2660543 C2 RU 2660543C2 RU 2016135072 A RU2016135072 A RU 2016135072A RU 2016135072 A RU2016135072 A RU 2016135072A RU 2660543 C2 RU2660543 C2 RU 2660543C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum bronze
alloy
processing
aluminum
mpa
Prior art date
Application number
RU2016135072A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016135072A (ru
RU2016135072A3 (ru
Inventor
Герман ГУММЕРТ
Бьёрн РЕЕТЦ
Томас ПЛЕТТ
Original Assignee
Отто Фукс Коммандитгезельшафт
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 Отто Фукс Коммандитгезельшафт filed Critical Отто Фукс Коммандитгезельшафт
Publication of RU2016135072A publication Critical patent/RU2016135072A/ru
Publication of RU2016135072A3 publication Critical patent/RU2016135072A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2660543C2 publication Critical patent/RU2660543C2/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/01Alloys based on copper with aluminium as the next major constituent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/002Castings of light metals
    • B22D21/005Castings of light metals with high melting point, e.g. Be 1280 degrees C, Ti 1725 degrees C

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Изобретение относится к алюминиевым бронзам и к способу изготовления из нее деталей, предназначенных для работы в условиях трения. Алюминиевая бронза содержит следующие элементы, мас.%: 7,0-10,0 Al, 3,0-6,0 Fe, 3,0-5,0 Zn, 3,0-5,0 Ni, 0,5-1,5 Sn, ≤0,2 Si, ≤0,1 Pb, остальное - Cu и неизбежные примеси. Деталь, подвергаемая воздействию фрикционной нагрузки, выполненная из алюминиевой бронзы, после обработки путем холодного формования и конечного прокаливания в диапазоне температур 300-500°С, лежащем ниже температуры диффузионного отжига, имеет условный предел RP0,2, 650-1000 МРа, предел прочности, Rm, 850-1050 МРа, а относительное удлинение при разрыве, А5, - 2-8%, предпочтительно 4-7%. Изобретение направлено на получение деталей, обладающих улучшенными механическими свойствами. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Description

Изобретение относится к алюминиевой бронзе, а также к способу изготовления продукта из алюминиевой бронзы. Кроме того, изобретение относится к продукту из такой алюминиевой бронзы.
Требования, предъявляемые к сплавам, предназначенным для работы в условиях трения - таким, как известные, например, для поршневых втулок или упорных подшипников турбокомпрессоров, - разнообразны. Соответствующий сплав должен иметь низкий коэффициент трения, чтобы минимизировать потери мощности, обусловленные трением, и уменьшать тепловыделение в диапазоне скользящего контакта. Кроме того, необходимо учитывать, что для типичных случаев применения материалы пары трения находятся в среде смазочного материала, причем в принципе требуется хорошая сцепляемость смазочного материала со сплавом. Дополнительно при контакте со смазочным материалом под фрикционной нагрузкой необходимо образование стабильного трибологического слоя, который, так же, как и находящаяся под ним основная масса сплава, должен иметь высокую термическую устойчивость и хорошую теплопроводность. В дополнение к этому требуется совместимость со смазочными маслами в широких пределах, чтобы обеспечивалась устойчивая невосприимчивость сплава и трибологических слоев по отношению к изменениям смазочного материала.
Еще одна цель состоит в том, чтобы обеспечить получение такого механически нагружаемого сплава, который имеет достаточно высокий условный предел текучести 0,2%, чтобы его пластичные деформации под нагрузкой были незначительными. Кроме того, должны иметь место высокий предел прочности на разрыв при растяжении и высокая твердость, чтобы сплав выдерживал абразивные и адгезивные нагрузки. Допускаемые динамические нагрузки также должны быть достаточно высоки, чтобы обеспечивать хорошую вязкость против воздействия ударных нагрузок. Максимально высокая вязкость разрушения дополнительно замедляет скорость роста трещин, исходящих из микродефектов, причем с учетом распространения дефектов требуется такой сплав, который в максимально возможной степени свободен от внутренних напряжений.
Сплавы, пригодные для деталей, подвергаемых фрикционным нагрузкам -разнообразные сорта специальной латуни, имеющие в качестве основных компонентов, наряду с медью и цинком, легирующие добавки по меньшей мере одного из следующих элементов: никель, железо, марганец, алюминий, кремний, титан или хром. При этом указанным выше требованиям соответствуют, в частности, кремнистые латуни, причем CuZn31Si1 представляет собой стандартный сплав для использования в условиях трения, например, для поршневых втулок.
Кроме того, известна возможность использовать оловянистую бронзу, которая наряду с оловом и медью содержит дополнительно никель, цинк, железо и марганец, для работы в условиях трения или также для применения в горнодобывающей промышленности. Еще одну группу сплавов, интересную для конструктивных элементов, испытывающих фрикционные нагрузки, образуют алюминиевые бронзы, которые могут содержать, наряду с медью и алюминием, легирующие добавки, выбранные из следующей группы: никель, железо, марганец, алюминий, кремний, олово и цинк. При этом в случае использования алюминиевой бронзы для быстро движущихся компонентов, испытывающих фрикционные нагрузки, получают дополнительное преимущество сокращения веса благодаря наличию легкого элемента алюминия. Компоненты, изготовленные из известных ранее сортов алюминиевой бронзы, подходят только для относительно медленно движущихся фрикционно нагружаемых деталей, по сравнению с испытывающими такие нагрузки деталями из латуни или медного литья.
Применение медно-алюминиевого сплава с покрытием из оксида алюминия, используемого в качестве материала для производства подшипника скольжения, известно из патентного документа DE 10159949 С1. Раскрыта доля алюминия от 0,01 до 20%, а также использование дальнейших, по выбору, элементов из следующей группы: железо, кобальт, марганец, никель, кремний, олово - до содержания в целом максимум 20%, и дополнительно, по выбору, до 45% цинка. Другие составы сплавов для кремнистой бронзы, варьируемые в широких пределах, описываются в патентных документах US 6699337 В2, JP 04221033 А и DE 2239467 А, а также JP 10298678 А.
Исходя из описанного выше уровня техники, в основе изобретения лежит задача предложить такую алюминиевую бронзу и такой продукт из алюминиевой бронзы, которые отличаются улучшенными механическими свойствами и, в частности, хорошей регулируемостью параметров материала, приспосабливаемых к конкретной статической и динамической нагрузке. Дополнительно требуются высокая коррозионная устойчивость, хорошая совместимость со смазочными материалами и высокая термическая устойчивость, а также достаточная теплопроводность при одновременно незначительном весе. Кроме того, требуется указать способ изготовления алюминиевой бронзы и продукта из алюминиевой бронзы.
Вышеуказанная задача решена алюминиевой бронзой, содержащей
7,0-10,0 вес. % Al;
3,0-6,0 вес. % Fe;
3,0-5,0 вес. % Zn;
3,0-5,0 вес. % Ni;
0,5-1,5 вес. % Sn;
≤0,2 вес. % Si;
≤0,1 вес. % Pb
и остальное Cu.
Дальнейшее улучшение желаемых свойств достигается, если алюминиевая бронза имеет следующий состав:
7,0-9,0 вес. %, в частности 7,0-7,8 вес. % Al;
4,0-5,0 вес. % Fe;
3,8-4,8 вес. % Zn;
3,8-4,1 вес. % Ni;
0,8-1,3 вес. % Sn;
≤0,2 вес. % Si;
≤0,1 вес. % Pb
и остальное Cu.
При всех составах сплава, которые описаны в рамках этого варианта осуществления, возможно содержание неизбежных примесей по 0,05 вес. % на элемент, причем суммарное количество примесей не должно превышать 1,5 вес. %. Однако предпочтительно сохранять содержание примесей по возможности небольшим, не превышающим доли 0,02 вес. % на элемент и суммарного количества 0,8 вес. %.
Для особенно предпочтительного варианта осуществления соотношение между содержанием алюминия и содержанием цинка, по их весовым долям в алюминиевой бронзе, устанавливается в пределах от 1,4 до 3,0 и особенно предпочтительно между 1,5 и 2,0.
Содержание свинца в сплаве предпочтительно составляет менее 0,05 вес. %. Таким образом, сплав является бессвинцовым, если не считать неизбежных примесей.
Сплав не содержит также марганца, за исключением неизбежных примесей. Наличие у этого сплава особенных свойств, описанных ниже, оказалось неожиданным также на фоне того, что известные ранее медные сплавы, легированные цинком, для достижения желаемых механических свойств, как правило, содержат марганец в качестве обязательного легирующего элемента.
Существенным для сплава при нагрузке является сочетание легирующих элементов - алюминия, никеля, олова и цинка в описанных долях. Особенно предпочтителен вариант осуществления, при котором суммарное количество этих элементов не меньше чем 15 вес. % и не больше чем 17,5 вес. %.
Состав алюминиевой бронзы согласно изобретению в случае горячего формования при температуре, близкой к точке его плавления, и последующем охлаждении ниже 750°С приводит к образованию матрицы сплава, в которой преобладает α-фаза. В дальнейшем это состояние обозначается как экструдируемое состояние. При этом химический состав алюминиевой бронзы предпочтительно устанавливается таким, что в экструдируемом состоянии доля β-фазы составляет менее 1 об. % матрицы сплава. Этот сплав кристаллизуется из расплава как бы непосредственно в промежуточное состояние между α- и β-фазами. При горячем формовании, предпочтительно при непрямой экструзии, это приводит для α-фазы к динамической рекристаллизации, за которой следует статическая рекристаллизация, создающая тонкую структуру сплава. Для доли, представляющей β-фазу, процесс рекристаллизации при горячем формовании происходит посредством динамической релаксации, далее следует статическая рекристаллизация. Дополнительно появляются фазы KII и/или KIV с алюминидами железа и/или никеля.
При этом структура, существующая в экструдируемом состоянии, характеризуется не только выбором содержания алюминия, но и определяется дальнейшими легирующими элементами. Для железа нужно предполагать воздействие, вызывающее измельчение микроструктуры. Олово действует стабилизирующим образом для β-фазы, прежде чем достигается экструдируемое состояние со структурой, по существу определяемой α-фазой и близкой к области, граничащей со смешанной α-β-фазой. При этом существенным для экструдируемого состояния и для следующей из него возможности регулирования механических свойств в ходе последующих операций холодного формования и термообработки показало себя выбираемое соотношение между алюминием и цинком.
По сравнению с обычным сплавом типа CuAl10Ni5Fe4, применяемым для деталей, испытывающих фрикционные нагрузки, преимуществом такого сплава при воздействии нагрузок оказывается то, что при том же температурном режиме тепловой обработки выше порога рекристаллизации он имеет значительно меньшие доли β-фазы после снижения температуры. Поэтому продукт, изготовленный из такого сплава, значительно устойчивее к коррозии, чем такой же продукт, изготовленный из вышеупомянутого известного сплава. Кроме того, как раз на применении в таких областях положительно сказывается относительно высокое содержание цинка, так как оно позволяет использовать более высокие скорости скольжения.
Испытания показали, что особенные свойства алюминиевой бронзы при воздействии нагрузки уже не проявляются, если содержание одного или нескольких из обязательных элементов оказывается недостаточным, или также избыточным, по сравнению с заявленными узкими рамками. Согласно результатам этих испытаний, рекомендуемая особенная матрица сплава с явно преобладающей α-фазой и второстепенной по объему β-фазой, если она имеется, неожиданным образом устанавливается только в пределах заявленной области.
Кроме того, выяснилось, что для продукта из алюминиевой бронзы согласно изобретению, исходя из экструдируемого состояния, возможна высокая степень холодного упрочнения, которая приводит к существенному повышению условного предела RP0,2 текучести и прочности Rm при растяжении. В результате этого существенного затвердевания при холодном формовании сокращается запас устойчивости сплава относительно пластичных деформаций. Уменьшение относительного удлинения при разрыве, сопровождающее это явление, для сплава согласно изобретению преодолевается путем конечного прокаливания в диапазоне температур примерно от 300 до 500°C с установкой температуры ниже температуры диффузионного отжига. При этом после конечного прокаливания не происходит снижение условного предела текучести и прочности при растяжении, вместо этого происходит - вопреки ожиданию - дальнейшее повышение прочности.
Для операций термообработки, которые выполняются после достижения экструдируемого состояния таким образом, что действующие температуры находятся ниже порога рекристаллизации и в пределах области растворимости α-фазы, не происходит изменение фазового состава матрицы экструдируемого состояния. Тем не менее при термообработке в этом диапазоне температур имеется возможность регулирования механических параметров в неожиданно широких пределах, так что получается продукт, легко адаптируемый и способный выдерживать нагрузку, из алюминиевой бронзы согласно изобретению с условным пределом RP0,2 текучести в диапазоне от 650 до 1000 МРа, пределом Rm прочности при растяжении в диапазоне от 850 до 1050 MPa и относительным удлинением A5 при разрыве в диапазоне от 2 до 8%, предпочтительно от 4 до 7%. После горячего и холодного формования и заключительного прокаливания конечное состояние сплава, которое дополнительно имеет соотношение SV между пределами текучести в диапазоне 85-95% и твердость по Бринеллю 250-300 НВ 2,5/62,5.
Продукт согласно изобретению из алюминиевой бронзы в контакте с широким диапазоном смазочных материалов образует при фрикционных нагрузках стабильные трибологические слои, в которых наряду с оксидом алюминия участвует цинк в сочетании с компонентами смазочного материала и в которые диффундирует олово, обеспечивающее достаточную способность к сохранению эксплуатационных свойств при повреждении. Поэтому олово в заявленных количественных пределах участвует в составе сплава, чтобы в достаточном количестве растворяться в матрице и тем самым обеспечивать предписываемые качества сохранения эксплуатационных свойств при повреждении. Кроме того, выяснилось, что олово представляет собой эффективный диффузионный барьер, который препятствует другим элементам в их диффундировании из сплава. Дополнительно имеются выделяемые твердофазные продукты в форме интерметаллидных фаз KII и/или KIV с алюминидами железа и/или никеля, которые представляют собой точки прилегания фрикционного слоя в более пластичной основной матрице, способные выдерживать высокую нагрузку.
Алюминиды предпочтительно образуются на границах зерен α-матрицы сплава, причем в конечном состоянии сплава средний размер зерен α-матрицы составляет ≤50μм. Интерметаллидные фазы KII и/или KIV в результате преобразования сплава принимают удлиненную форму со средней длиной ≤ 10 μм и средним объемом ≤1,5 μм2, причем при горячем формовании посредством непрямой экструзии происходит ориентация в направлении растяжения, на которую почти не влияет последующее холодное формование. Кроме того, наблюдается дополнительное выделение алюминида, которое в конечном состоянии сплава после заключительного прокаливания приводит к образованию интерметаллидных фаз округлой формы и небольшого размера, в среднем ≤0,2 μм. Размер зерна α-матрицы предпочтительно составляет ≤20 μм, в частности, находится в пределах от 5 до 10μм.
Способ согласно изобретению исходит из указанного выше состава сплава согласно изобретению и использует процесс горячего формования, предпочтительно непрямую экструзию, после расплавления компонентов сплава. Последующее холодное формование согласно предпочтительному варианту осуществления выполняется как процесс холодного волочения со степенью деформации в пределах 5-30%.
Особенно предпочтителен состав сплава, приводящий к такому экструдируемому состоянием), которое позволяет осуществлять после охлаждения непосредственное холодное формование без дальнейшей термообработки. Таким образом, в конечном состоянии сплава продукты из алюминиевой бронзы и особенно предпочтительно уже в экструдируемом состоянии имеет место α-матрица с максимальной долей β-фазы 1 об. %. Если доля β-фазы в экструдируемом состоянии выше, альтернативно возможно проведение между горячим формованием и холодным формованием мягкого отжига в диапазоне температур 450-550°C.
Заключительное прокаливание после операции холодного формования выбирают в отношении температуры таким, что для сплава устанавливается температурный режим ниже температуры диффузионного отжига в пределах примерно 300-500°C. Однако предпочтителен вариант осуществления, при котором эту операцию термообработки проводят только при температуре не выше 400°C. Как следствие условный предел текучести устанавливается в диапазоне 650-1000 МРа, предел Rm прочности при растяжении - в диапазоне 850-1050 МРа и относительное удлинение A5 при разрыве - в диапазоне 2-8%, предпочтительно в диапазоне 4-7%, без использования охлаждения с контролем температуры. При этом заключительное прокаливание влияет прежде всего на относительное удлинение A5 при разрыве, так что имеется возможность регулировать его избирательно и в широких пределах. Условный предел текучести и предел Rm прочности при растяжении выбирают исходя из определенного экструдируемого состояния, в частности, путем выбора степени деформации при холодном волочении. Особенно благоприятные параметры холодного упрочнения позволяют повышать предел прочности заготовки или детали, изготовленной из описанного сплава, по меньшей мере в полтора раза по сравнению с обычными сплавами.
Сплав согласно изобретению пригоден как для выдерживания постоянных во времени фрикционных нагрузок, так и, благодаря его особым свойствам, прежде всего для изготовления деталей, подвергаемых действию переменной фрикционной нагрузки, - например, таких, как втулка подшипника для подшипника вала поршня, опорный башмак или червячное колесо, испытывающее высокие фрикционные нагрузки. Еще одна возможность применения детали, изготовленной из сплава - упорный подшипник для турбокомпрессора. Переменная во времени фрикционная нагрузка может приводить также к недостаточности смазки, при этом содержащаяся в сплаве доля олова позаботится о том, чтобы деталь, подвергаемая такой нагрузке, соответствовала требованиям и в этом отношении. В конечном счете нагружаемый сплав подходит для изготовления деталей самого различного вида, подверженных износу -например, также зубчатых колес или червячных колес. Этот сплав также подходит для выполнения образованной из него фрикционной накладки по типу нанесения антифрикционного слоя для одного из материалов пары трения.
В дальнейшем изобретение разъясняется на основе предпочтительного варианта осуществления со ссылками на фигуры. Показаны:
Фиг. 1: снимок алюминиевой бронзы согласно изобретению с использованием растрового электронного микроскопа с 3000-кратным увеличением,
Фиг. 2: снимок алюминиевой бронзы согласно изобретению с использованием растрового электронного микроскопа с 6000-кратным увеличением,
Фиг. 3: снимок алюминиевой бронзы согласно изобретению с использованием растрового электронного микроскопа с 9000-кратным увеличением.
В варианте осуществления изобретения состав сплава приводят в расплавленное состояния и подвергают горячему формованию посредством вертикальной непрерывной разливки при температуре разливки 1170°C и скорости разливки 60 мм/мин. при температуре прессования 900°C.
Соответствующий сплав имеет следующий состав:
Figure 00000001
Характеристики испытуемого сплава, полученного после охлаждения в экструдируемом состоянии, исследовались посредством снимков с использованием растрового электронного микроскопа и анализов энергетической дисперсии (EDX), причем после охлаждения имело место состояние материала, показанное на фигурах 1 и 2. Снимки, представленные на фигурах 1 и 2, с контрастностью изображения во вторичных электронах при увеличениях в 3000 и в 6000 раз, показывают α-фазу, которая образует матрицу сплава, и выделяемые твердофазные продукты в форме фаз KII и KIV, состоящих из алюминидов железа и алюминидов никеля и откладывающихся прежде всего у границ зерен. Кроме того, снимок с 9000-кратным увеличением, показанный на фигуре 3, доказывает, что дополнительно имеются выделяемые твердофазные продукты со средним размером ≤0,2 μм.
Для α-фазы в результате измерений EDX получен химический состав, содержащий в среднем 84,2 вес. % Си, 5,0 вес. %. Zn, 4,4 вес. %. Fe, 3,4 вес. %. Ni, 2,8 вес. %. Al и 0,1 вес. %. Si. Для исследованных фаз KII в экструдируемом состоянии получен средний состав 15,2 вес. % Cu, 2,4 вес. %. Zn, 67,6 вес. %. Fe, 9,4 вес. % Ni, 4,7 вес. %. Al и 0,7 вес. % Si. Кроме того, определена доля интерметаллидных фаз, составляющая 7 об. %, в то время как доля β-фазы в экструдируемом состоянии составляла менее 1 об. %. Измерения состояний материала, проведенные после последующих операций холодного формования и термообработки, не показали изменения фазового состава.
Для регулирования механических свойств, исходя из экструдируемого состояния, определяемого по существу химическим составом алюминиевой бронзы, выполнялся мягкий отжиг при 550°С и затем холодное формование в виде формования вытяжкой. При этом промежуточные продукты, подвергнутые мягкому отжигу, подготавливали в мыльной ванне с температурой 50°С к холодному волочению. В качестве параметра процесса для формования вытяжкой выбирали уменьшение поперечного сечения (QM) в различной степени, на 8-25%. В заключительной операции обработки производили конечное прокаливание преобразованных продуктов из алюминиевой бронзы при 380°C в течение 5 часов, причем для механических свойств - условного предела RP0,2 текучести, предела Rm прочности, относительного удлинения A5 при разрыве, твердости НВ по Бринеллю и соотношения SV между пределами текучести - получены средние значения, собранные в таблице 1:
Figure 00000002
Конечное прокаливание для регулирования конечного состояния сплава в продуктах из алюминиевой бронзы выполнялось для последующих серий измерений при температуре ниже температуры мягкого отжига или температуры диффузионного отжига. Для испытаний выбирались предпочтительные температуры прокаливания в диапазоне 300-400°C, причем в сочетании с варьированием степени обтяжки в ходе предшествующего холодного формования возможно регулирование механических свойств конечного состояния сплава в широких пределах без применения дорогостоящих мероприятий по охлаждению с контролем температуры.
Описание изобретения, в том числе основанное на конкретном варианте осуществления, объясняет, что в заявленной области, узкой по составу элементов, участвующих в сплаве, трудно было ожидать особенных положительных качеств заявленного изобретения на фоне публикаций уровня техники. Поэтому для изобретателя оказалось неожиданным то, что благодаря настройке параметров сплава в заявленных пределах зафиксированы такие улучшения по сравнению с данными, полученными на ранее известных сплавах. Это относится также к неожиданно простой обрабатываемости этого сплава для получения желаемых механических свойств.

Claims (50)

1. Алюминиевая бронза, отличающаяся тем, что она содержит следующие элементы, мас.%:
7,0-10,0 Al;
3,0-6,0 Fe;
3,0-5,0 Zn;
3,0-5,0 Ni;
0,5-1,5 Sn;
≤0,2 Si;
≤0,1 Pb;
остальное - Cu и неизбежные примеси.
2. Алюминиевая бронза по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит, мас.%:
7,0-7,8 Al;
4,0-5,0 Fe;
3,8-4,8 Zn;
3,8-4,1 Ni;
0,8-1,3 Sn;
≤0,2 Si;
≤0,1 Pb;
остальное - Cu и неизбежные примеси.
3. Алюминиевая бронза по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что соотношение содержания алюминия и цинка в ней находится в пределах от 1,4 до 3,0, особенно предпочтительно между 1,5 и 2,0.
4. Деталь, подвергаемая воздействию фрикционной нагрузки, выполненная из алюминиевой бронзы, отличающаяся тем, что она выполнена из алюминиевой бронзы по любому из пп. 1-3, причем после обработки путем холодного формования и конечного прокаливания в диапазоне температур 300-500°С, лежащем ниже температуры диффузионного отжига, она имеет условный предел, RP0,2, 650-1000 МРа, предел прочности, Rm, 850-1050 МРа и относительное удлинение при разрыве, А5, - 2-8%, предпочтительно 4-7%.
5. Деталь по п. 4, отличающаяся тем, что после обработки соотношение между пределами SV текучести находится в диапазоне 85-97%.
6. Деталь по п. 4, отличающаяся тем, что после обработки она имеет твердость по Бринеллю 250-300 НВ 2,5/62,5.
7. Деталь по п. 4, отличающаяся тем, что после обработки алюминиевая бронза имеет структуру α-матрицы с максимальной долей β-фазы, составляющей 1 об. %.
8. Деталь по п. 4, отличающаяся тем, что после обработки средний размер зерна α-матрицы составляет ≤50 μм.
9. Деталь по п. 4, отличающаяся тем, что после обработки в структуре алюминиевой бронзы содержатся интерметаллидные фазы KII и/или KIV с алюминидами железа и/или никеля.
10. Деталь по п. 9, отличающаяся тем, что после обработки интерметаллидные фазы KII и/или KIV имеют удлиненную форму со средней длиной ≤10 μм и средним объемом ≤1,5 μм2.
11. Деталь по п. 4, отличающаяся тем, что после обработки в структуре алюминиевой бронзы дополнительно содержатся выделения алюминидов округлой формы со средним размером ≤0,2 μм.
12. Деталь по п. 4, отличающаяся тем, что она представляет собой деталь, предназначенную для работы при переменной во времени фрикционной нагрузки, в частности втулку подшипника, опорный башмак, червячное колесо или упорный подшипник для турбокомпрессора.
13. Способ получения детали, подвергаемой воздействию фрикционной нагрузки, из алюминиевой бронзы, включающий следующие технологические операции:
- изготовление литой заготовки из расплава, содержащего следующие компоненты, мас.%:
7,0-10,0 Al;
3,0-6,0 Fe;
3,0-5,0 Zn;
3,0-5,0 Ni;
≤0,2% Si;
≤0,1% Pb;
остальное - Cu и неизбежные примеси;
- горячее формование литой заготовки с образованием промежуточного продукта;
- холодное формование промежуточного продукта и
- конечное прокаливание продукта при температуре ниже температуры диффузионного отжига в диапазоне 300-500°С, с получением продукта, имеющего условный предел текучести RP0,2 - 650-1000 МРа, предел прочности при растяжении Rm - 850-1050 МРа и относительное удлинение при разрыве A5 - 2-8%, предпочтительно 4-7%.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что литую заготовку изготавливают из расплава, содержащего компоненты в следующем соотношении, мас.%:
7,0-7,8 Al;
4,0-5,0 Fe;
3,8-4,8 Zn;
3,8-4,1 Ni;
0,8-1,3 Sn;
≤0,2% Si;
≤0,1% Pb;
остальное - Cu и неизбежные примеси.
15. Способ по п. 13 или 14, отличающийся тем, что в качестве холодного формования выполняют холодное волочение со степенью деформации 5-30%.
RU2016135072A 2014-04-03 2015-03-27 Алюминиевая бронза, способ изготовления и продукт из алюминиевой бронзы RU2660543C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14163339.6 2014-04-03
EP14163339.6A EP2927335B1 (de) 2014-04-03 2014-04-03 Aluminiumbronzelegierung, Herstellungsverfahren und Produkt aus Aluminiumbronze
PCT/EP2015/056672 WO2015150245A1 (de) 2014-04-03 2015-03-27 Aluminiumbronzelegierung, herstellungsverfahren und produkt aus aluminiumbronze

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016135072A RU2016135072A (ru) 2018-03-05
RU2016135072A3 RU2016135072A3 (ru) 2018-03-05
RU2660543C2 true RU2660543C2 (ru) 2018-07-06

Family

ID=50434059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016135072A RU2660543C2 (ru) 2014-04-03 2015-03-27 Алюминиевая бронза, способ изготовления и продукт из алюминиевой бронзы

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10280497B2 (ru)
EP (1) EP2927335B1 (ru)
JP (1) JP6374530B2 (ru)
KR (2) KR101742003B1 (ru)
CN (1) CN106133158B (ru)
BR (1) BR112016018821B1 (ru)
ES (1) ES2596512T3 (ru)
RU (1) RU2660543C2 (ru)
WO (1) WO2015150245A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3102713B1 (de) 2014-02-04 2018-07-18 Otto Fuchs - Kommanditgesellschaft - Schmierstoffverträgliche kupferlegierung
DE102014106933A1 (de) * 2014-05-16 2015-11-19 Otto Fuchs Kg Sondermessinglegierung und Legierungsprodukt
CN105671397A (zh) * 2016-01-23 2016-06-15 中山百鸥医药科技有限公司 一种ω-3鱼油软胶囊加工用颗粒包装机蜗轮
DE202016102696U1 (de) 2016-05-20 2017-08-29 Otto Fuchs - Kommanditgesellschaft - Sondermessinglegierung sowie Sondermessinglegierungsprodukt
DE202016102693U1 (de) 2016-05-20 2017-08-29 Otto Fuchs - Kommanditgesellschaft - Sondermessinglegierung sowie Sondermessinglegierungsprodukt
DE102016006824A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-07 Wieland-Werke Ag Kupferlegierung und deren Verwendungen
CN107881361B (zh) * 2017-11-29 2019-11-26 广东鎏明文化艺术有限公司 一种铸铜雕塑材料及铸铜雕塑的制备工艺
US11572606B2 (en) * 2018-10-29 2023-02-07 Otto Fuchs Kommanditgesellschaft High-tensile brass alloy and high-tensile brass alloy product
CN113333696B (zh) * 2021-06-01 2023-02-17 西峡龙成特种材料有限公司 一种CuAlFeNi结晶器铜板背板及其母材与加工方法
CN114277278B (zh) * 2021-12-29 2022-07-01 九江天时粉末制品有限公司 一种耐磨铝青铜板及其制备方法
CN114990380B (zh) * 2022-06-24 2023-02-21 上海交通大学 一种1500MPa级无铍超级高强高韧铜合金及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2870051A (en) * 1957-02-21 1959-01-20 Ampeo Metal Inc Method of heat treating aluminum bronze alloy and product thereof
US3923500A (en) * 1971-08-11 1975-12-02 Toyo Valve Co Ltd Copper base alloy
DE19908107A1 (de) * 1999-02-25 2000-08-31 Man B & W Diesel As Verfahren zur Erzeugung einer verschleißfesten Oberfläche bei aus Stahl bestehenden Bauteilen sowie Maschine mit wenigstens einem derartigen Bauteil
RU2330076C1 (ru) * 2006-11-15 2008-07-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Алюминиевая бронза
RU2392340C1 (ru) * 2009-07-16 2010-06-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Алюминиевая бронза

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4931175B1 (ru) * 1969-10-23 1974-08-20
AU465605B2 (en) 1971-08-11 1975-10-02 Toyo Valve Co., Ltd Copper rase alloy
JPS5134370B2 (ru) * 1971-08-11 1976-09-25
JPS5137616B2 (ru) * 1972-03-02 1976-10-16
JPS6052542A (ja) * 1983-09-02 1985-03-25 Tsuneaki Mikawa 銅合金
US4786470A (en) * 1987-06-19 1988-11-22 Aalba Dent, Inc. Aluminum-bronze dental alloy
CN1033047C (zh) * 1990-11-29 1996-10-16 上海宝山钢铁总厂 一种轧机万向联轴节铜滑块的热处理方法
JPH04221033A (ja) 1990-12-20 1992-08-11 Mamoru Itoigawa 特殊銅合金
JP2947640B2 (ja) 1991-06-21 1999-09-13 日本ピストンリング株式会社 シンクロナイザーリング
DE4240157A1 (de) 1992-11-30 1994-06-01 Chuetsu Metal Works Synchronisierring mit einer Spritzbeschichtung aus einem verschleißbeständigen Messingmaterial
JPH10298678A (ja) 1997-04-18 1998-11-10 Kansai Shindo Kogyo Kk 析出硬化型特殊銅合金
FR2763582B1 (fr) * 1997-05-23 1999-07-09 Saint Gobain Emballage Moule en alliage cupro-aluminium pour la fabrication de bouteilles
JP4729680B2 (ja) 2000-12-18 2011-07-20 Dowaメタルテック株式会社 プレス打ち抜き性に優れた銅基合金
DE10159949C1 (de) * 2001-12-06 2003-05-22 Wieland Werke Ag Verwendung einer Kupfer-Aluminium-Legierung mit definierten Deckschichten als Lagerwerkstoff zur Herstellung von verschleißfesten Gleitlagern
AU2002368060A1 (en) 2002-06-29 2004-01-19 Firma Otto Fuchs Al/cu/mg/ag alloy with si, semi-finished product made from such an alloy and method for production of such a semi-finished product
JP4660735B2 (ja) * 2004-07-01 2011-03-30 Dowaメタルテック株式会社 銅基合金板材の製造方法
KR100982611B1 (ko) 2005-07-28 2010-09-15 산에츠긴조쿠가부시키가이샤 동합금 압출재 및 그 제조 방법
DE102007029991B4 (de) 2007-06-28 2013-08-01 Wieland-Werke Ag Kupfer-Zink-Legierung, Verfahren zur Herstellung und Verwendung
CN101435032B (zh) * 2008-11-19 2011-01-12 苏州有色金属研究院有限公司 管用耐蚀多元铝青铜合金材料
JP5342882B2 (ja) 2009-01-06 2013-11-13 オイレス工業株式会社 摺動部材用高力黄銅合金および摺動部材
DE102009003430A1 (de) 2009-02-05 2010-09-23 Otto Fuchs Kg Verfahren zum Wärmebehandeln eines aus einer Ti-Legierung bestehenden Werkstückes
CN101709405A (zh) 2009-11-03 2010-05-19 苏州撼力铜合金材料有限公司 一种高强耐磨汽车同步环用复杂黄铜
ES2565482T3 (es) 2011-08-17 2016-04-05 Otto Fuchs Kg Aleación de Al-Cu-Mg-Ag resistente al calor, así como procedimiento para la fabricación de un producto semiacabado o producto a partir de una aleación de aluminio de este tipo
CN103088231B (zh) * 2011-11-04 2016-03-09 天津市三条石有色金属铸造有限公司 砂铸高压泵头铝青铜

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2870051A (en) * 1957-02-21 1959-01-20 Ampeo Metal Inc Method of heat treating aluminum bronze alloy and product thereof
US3923500A (en) * 1971-08-11 1975-12-02 Toyo Valve Co Ltd Copper base alloy
DE19908107A1 (de) * 1999-02-25 2000-08-31 Man B & W Diesel As Verfahren zur Erzeugung einer verschleißfesten Oberfläche bei aus Stahl bestehenden Bauteilen sowie Maschine mit wenigstens einem derartigen Bauteil
RU2330076C1 (ru) * 2006-11-15 2008-07-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Алюминиевая бронза
RU2392340C1 (ru) * 2009-07-16 2010-06-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Алюминиевая бронза

Also Published As

Publication number Publication date
ES2596512T3 (es) 2017-01-10
BR112016018821B1 (pt) 2021-11-03
WO2015150245A1 (de) 2015-10-08
BR112016018821A2 (ru) 2017-08-15
CN106133158A (zh) 2016-11-16
JP2017515974A (ja) 2017-06-15
KR20170051547A (ko) 2017-05-11
EP2927335A1 (de) 2015-10-07
CN106133158B (zh) 2018-08-28
RU2016135072A (ru) 2018-03-05
KR20160125380A (ko) 2016-10-31
US20170051385A1 (en) 2017-02-23
EP2927335B1 (de) 2016-07-13
US10280497B2 (en) 2019-05-07
JP6374530B2 (ja) 2018-08-15
KR101742003B1 (ko) 2017-05-31
KR101784748B1 (ko) 2017-10-12
RU2016135072A3 (ru) 2018-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2660543C2 (ru) Алюминиевая бронза, способ изготовления и продукт из алюминиевой бронзы
JP6854797B2 (ja) 高張力黄銅合金及び合金製品
JP6255501B2 (ja) 潤滑剤適合性銅合金
JPWO2008140100A1 (ja) Pbフリー銅合金摺動材料、及びすべり軸受
RU2732139C2 (ru) Бессвинцовый высокопрочный латунный сплав и изделие из высокопрочного латунного сплава
JPS61133357A (ja) 加工性および耐焼付性にすぐれた軸受用Cu合金
US5288457A (en) Copper-nickel-tin alloy for slide bearings
Akshay et al. Determination on the effect of ti addition on the microstructural, mechanical and wear behavior of Cu–6Sn alloy in as—Cast condition
US11142810B2 (en) Sliding element consisting of a copper-zinc alloy
GB2285059A (en) A tin-base white metal bearing alloy
KR102577574B1 (ko) 특수 황동 합금 및 특수 황동 합금 프로덕트
Xu et al. Effect of heat treatment on microstructure and property of Al-Sn-Pb bearing material
BR122019023878B1 (pt) Liga de latao de alta resistencia e produto de liga de latao de alta resistencia
JP2018512506A (ja) 銅亜鉛合金およびその使用