本发明是一种具有高耐磨、耐蚀、高阻尼性能的Al-Zn铸造合金。 在现有技术中,日本专利昭60-7014提供了高阻尼Al-Zn铸造合金,昭60-7015提供了在常温及高温强度优秀、延伸性提高的阻尼合金,昭60-7016,则改善合金的耐磨性,以适应工业上不同需要。工业上往往要求材料同时具有优秀的耐磨性和耐蚀性,又要求减振、防噪声性能好,这种场合越来越多。且上述专利的热处理工艺仅采用固溶工艺,难以获得最佳的阻尼特性。
本发明提出一种既有高阻尼特性、又有高耐磨、耐蚀性能的Al-Zn铸造合金,可应用于微电机端盖、微型汽缸体、轴套、轴瓦、轴承、传动齿轮、蜗轮等要求耐磨、耐蚀、减振或降噪的零部件。
本发明的合金成分范围(按重量百分比计算)如下:
Al 15~75
Cu 0.1~1.5
Si 1~6
RE 0.001~0.7
其余的为Zn及不可避免的杂质元素。
下面我们将说明限定本发明合金成分范围的理由:
a) Al
Al用以增强耐蚀性,提高强度,减轻重量。Al量高时,合金耐蚀性较好,比重也小,但阻尼性能下降;Al量低时,合金的阻尼性能好,但耐蚀性变差。比重也增大。故从阻尼性能、耐蚀性能、比重等诸因素考虑,在限定成分范围以外不宜应用。
b) Cu
Cu用以改善合金耐蚀性,但Cu量低于限定范围时,这一作用不明显;Cu量高于限定范围时,也不能进一步提高其耐蚀性,反而会使合金的阻尼性能和塑性、韧性有所降低。
c) Si
Si是改善合金常温和高温性能,但Si量过低,不能达到予期效果,Si量过高,增加熔炼的困难。
d) RE
加入混土稀土后,可细化晶粒,使析出相分布更为均匀,并形成显微硬度较高的稀土化合物相,起到提高耐磨性、耐蚀性能的作用,对阻尼性能、耐热性能也有改善。但RE量过高时,上述作用不再加强,相反有所下降。
下面通过实施例对本发明作进一步说明:
按表1所示的本发明合金1-6和比较合金1-6成分组合配好的料,投入电阻炉熔化,用金属型浇注浇出尺寸为195mm×180mm×16mm的板状铸坯,将其切割成小方条,加工成φ8mm×140mm的棒状阻尼试样、φ6mm×12mm的耐磨试样、φ14mm×30mm的耐蚀试样。然后进行热处理,先固溶,温度300℃-500℃,时间1-5h,对本发明合金1、2(Al含量在低限范围),取固溶温度下限,对本发明合金5、6(Al含量在高限范围),取固溶温度上限。经过固溶处理的试样在120℃-200℃时效0.5-5h,以控制合金折出相形状大小、数量和分布,从而获得高阻尼性能。
试样的阻尼性能用弯曲共振自由衰减法阻尼测试仪测定内耗值Q-1。
试样的耐蚀性能,测定其在温度为95℃水蒸气中六天后的腐蚀增量。
试样地耐磨性能,用耐磨试验机测得(P=9kg、n=350rpm、2km、无润滑)以淬火45#钢为对磨材料。
以上测定结果由表1所示。
表1所示结果表明,在Al-Zn阻尼铸造合金中加入适量混合稀土(RE),具有优秀的耐磨、耐蚀性能,同时使合金的阻尼性能也有所提高,本发明合金具有在工业上广泛应用的特性。
表1