专利名称：铝锌硅材料、铝锌硅-钢金属轴承材料及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及铝锌硅材料、铝锌硅-钢金属轴承材料及其制造工艺。
背景技术：
铝锌硅合金作为一种耐磨性能好承载能力及疲劳强度高的低成本优良减磨轴承合金，在生产过程存在着轧制难度大，成材率不高的缺陷，一直不能批量生产。另外，铝锌硅合金具有与铜铅合金相当的硬度，承载能力，耐磨性与疲劳强度，可部分替代昂贵的铜铅合金材料，但缺陷和铜铅合金一样，合金需表面电镀和配硬化的曲轴。该现状亟待解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术的铝锌硅合金存在轧制难度大，成材率不高一直不能批量生产的缺陷，提供了一种工艺简单易行、生产成本低廉，且疲劳强度、耐磨性能好、能承受很高的载荷的铝锌硅材料、铝锌硅-钢金属轴承材料及其制造工艺。本发明目的之一在于提供一种铝锌硅材料制造工艺包括如下步骤(I)铝锌硅合金铸锭的均匀化热处理，以温度480°C 土 10°C恒温11小时-12小时后出炉空冷；(2)统面将招锌娃合金铸锭每面统去2mm,公差O O. 5mm ；(3)热轧温度410°C _420°C恒温3小时-3. 5小时进行热轧至目标厚度，每道次轧制加工率在20% -35% ；(4)退火、冷轧至目标厚度。本发明中，所述的铝锌硅合金铸锭为本领域常规所用，具体成分要求为4. 2% -4. 8% Zn, I. 0% -2. 0% Si,O. 9% -I. 2% Cu,O. 7% -I. 3% Pb,Mg < O. 6%,Al 为余量，百分比为各成分占合金总量的质量百分比。所述的铝锌硅合金铸锭按成分要求进行熔炼，经过常规的精炼，除洛，晶粒细化后得到高性能的招锌娃合金铸锭。本发明中，所述的均匀化热处理的优选条件，有效消除铸锭的浇铸应力，同时使合金的组织和成分趋于均匀，提高合金的塑性，便于后续的轧制，一般温度上限不得超过合金中低熔点共晶的熔化温度。本发明中，所述的铣面为去除表面氧化夹杂及冷隔、裂纹、昌粒粗大等铸造缺陷，较佳的为从22mm统到18mm,公差O O. 5mm。本发明中，所述的热轧较佳的为从18mm逐道次轧制至3. 5mm ;轧制道次分配为I8mm-1 2mm~8. 5mm_6. Omm-4. 5mm_3. 5mm,每道次乳制公差0 0. 2mm ;热乳逐道次递减，以乳制不开裂为标准。本发明中，所述的退火为本领域常规操作，有效消除合金加工硬化，使后续轧制不开裂，一般将合金加热到再结晶温度以上，较佳的为240°C ±10°C恒温5h-6h小时后出炉空冷。
本发明中，所述的冷轧为本领域常规操作，一般以轧制不开裂为标准，较佳的为冷乳至 I. 92mm,乳制道次为 3. 5mm_2. 6mm-1. 92mm。本发明的铝锌硅材料在制备后一般按本领域常规操作清洗后备用。本发明目的之二在于提供前述铝锌硅材料制造工艺制得的铝锌硅材料。本发明目的之三在于提供一种铝锌硅-钢金属轴承材料制造工艺包括如下步骤将前述的铝锌硅材料单面刷光，与双面砂带打毛的钢板进行一次性复合轧制，之后3400C ±10°C恒温5h-6h退火即可，其中，所述的一次性复合轧制的加工率彡48%。本发明中，所述的钢板为本领域常规所用，一般为Q/BQB302热连轧低碳钢板或钢带，较佳的SPHC低碳钢、SPHD低碳钢或StW22低碳钢，市售可得，如宝钢等。所述的钢板使用前一般按本领域常规除油除锈。本发明中，所述的刷光为本领域常规操作，一般采用钢丝直径为O. 2mm的钢丝刷进行刷光，使合金板表面均匀呈银白色，洁净，无明显打滑亮迹。本发明中，所述的钢板双面打毛为本领域常规操作，一般要求钢板非复合面表面光洁，无锈迹、无变色及明显钢板缺陷，钢板复合面表面粗糙、均匀、洁净，无任何污染、变色和明显缺陷。所述的钢板的非复合面较佳的为120#砂带打毛，所述的钢板复合面较佳的为36#砂带打毛。本发明中，所述的一次性复合轧制中的加工率是指(复合前原始厚度-复合后成品厚度)/复合前原始厚度；较佳的为加工率> 50%。本发明中，所述的退火步骤之后，一般按本领域常规进行性能检测之后剪切包装。本发明目的之四在于提供前述铝锌硅-钢金属轴承材料制造工艺制得的铝锌硅-钢金属轴承材料。本发明中，所述的铝锌硅-钢金属轴承材料共二层结构第一层表层为铝锌硅合金层，第二层基层为优质低碳钢。本发明获得的铝锌硅-钢金属轴承材料各检测方法为由布氏硬度计检测合金和钢背硬度，合金硬度40-60HB，钢背硬度160_220HB，用原子吸收仪对合金进行化学成分分析，合金化学成分须在给定的标准范围以内；粘结牢度采用剥离法(GB8896-88)必要时弯曲法(GB8896-88)抽检，钢背表面粗糙度，材料总厚度，钢层厚度等性能检测按(GB8896-88)。本发明所用试剂和原料均市售可得。在符合本领域常识的基础上，本发明中上述的各技术特征的优选条件可以任意组合得到本发明较佳实例。本发明的积极进步效果在于本发明的铝锌硅-钢金属轴承材料制造工艺简单易行、生产成本低廉，且铝锌硅-钢金属轴承材料疲劳强度、耐磨性能好、能承受很高的载荷，可部分替代昂贵的铜铅合金材料。
具体实施例方式下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例
生产材料规格为4. 3X 3. 5X 120X 3 85的铝锌硅/钢双金属轴承材料板材；其中总厚度 4. 3mm,(公差 0-0. 12mm),钢层厚度 3. 5mm±0. 05mm,宽度 120mm (公差 0_0. 5mm),长度385mm (公差 0_3mm)。I、铝锌硅材料制造工艺按铝锌硅合金化学成分要求4·2% -4. 8% Zn，I. 0% -2. 0% Si,O. 9% -I. 2% Cu，0.7% -1.3% Pb，Mg < 0.6%, Al为余量进行配料，炉前实际检测铝锌硅合金化学成分为4. 6% Zn, I. 58% Si, I. 10% Cu, I. 01% Pb, Mg < O. 40%, Al 为余量，百分比为各成分占合金总量的质量百分比；熔炼铸锭规格22mmX 175mmX 700mm。(I)铝锌硅合金铸锭均匀化热处理设定温度480°C恒温12小时后出炉空冷；(2)铣面每面均匀铣去2mm，铸锭厚度由22mm变成18mm(3)热轧温度410°C恒温3小时进行热轧,轧制道次为18mm-12mm-8. 5mm-6mm-4.5mm-3. 5mm ；(4)退火、冷轧设定240°C恒温5小时后出炉空冷，然后将已退火的铝锌硅材料2道次冷乳至I. 92mm,乳制道次为3. 5mm_2. 6mm-1. 92mm ；(5)剪切成规格1.92mmX138mmX1150mm的合金板，校平清洗后备用，(共10片)。2、铝锌硅-钢金属轴承材料制造工艺(I)钢板的准备采用SPHC牌号的钢板除油除锈后备用，共10片，钢板规格
7.OmmX 140mm X 1 250mm ；(2)将前述所得铝锌硅材料用钢丝刷进行单面刷光；钢板用120#和36#砂带分别对上下表面进行打毛处理；(3)复合轧制将刷光后的合金板放置在36#砂带打毛后的钢板上喂入轧机，一次性轧至4. 3mm,公差0-0. 12mm,加工率50 %，(4)退火设定温度340°C，恒温5小时后出炉空冷；(5)落料剪切按材料要求落成宽IlOmm,公差0-0. 5mm,长385mm,公差0_3mm的板料；(6)进行化学成分、合金及钢板硬度、总厚、钢层等各项性能的检测，上防锈油、包装。由布氏硬度计检测合金和钢背硬度，合金硬度40-60HB，钢背硬度160_220HB，用原子吸收仪对合金进行化学成分分析，合金化学成分须在给定的标准范围以内；粘结牢度采用剥离法(GB8896-88)必要时弯曲法(GB8896-88)抽检，钢背表面粗糙度，材料总厚度，钢层厚度等性能检测按(GB8896-88)。经检测，实际检测铝锌硅合金化学成分为4. 6% Zn，I. 58% Si，I. 10% Cu，I. 01%Pb，Mg < O. 40%, Al为余量。合金硬度48HB，(接近铜铅合金的硬度)钢背硬度182HB，总厚 4. 32-4. 40mm，钢层厚 3. 45-3. 55mm，宽度 120. 2-120. 4mm，长度 386_388mm，钢背表面粗糙度O. 292um，粘结牢度弯曲时不分层，承载能力为50MPa。实施例2除下述条件外，其余均同实施例I的条件和参数。I、招锌娃材料制造工艺铝锌硅合金铸锭合金成分为4. 8% Zn, 1.0% Si, I. 2% Cu, I. 3% Pb7MgO. 59%,Al为余量，百分比为各成分占合金总量的质量百分比。均匀化热处理设定温度470°C恒温12小时后出炉空冷。所述的退火为230°C恒温6h小时后出炉空冷。2、铝锌硅-钢金属轴承材料制造工艺钢板采用SPHD牌号的钢板。一次性复合轧制之后330°C恒温6h退火。所述的一次性复合轧制的加工率48%。经检测，合金硬度48HB，(接近铜铅合金的硬度)钢背硬度182HB，总厚
4.32-4. 40mm，钢层厚 3. 45-3. 55mm，宽度 120. 2-120. 4mm，长度 386_388mm，钢背表面粗糙度
O.292um，粘结牢度弯曲时不分层，承载能力为50MPa。实施例3除下述条件外，其余均同实施例I的条件和参数。I、招锌娃材料制造工艺铝锌硅合金铸锭合金成分为4. 8% Zn, 2. 0% Si,O. 9% Cu,O. 7% Pb，MgO. 4%, Al为余量，百分比为各成分占合金总量的质量百分比。均匀化热处理设定温度490°C恒温11小时后出炉空冷。热轧温度420°C恒温3. 5小时进行热轧至目标厚度。所述的退火为250°C恒温5h小时后出炉空冷。2、铝锌硅-钢金属轴承材料制造工艺钢板米用StW22牌号的钢板。一次性复合轧制之后350°C恒温5h退火。经检测，合金硬度48HB，(接近铜铅合金的硬度)钢背硬度182HB，总厚
4.32-4. 40mm，钢层厚 3. 45-3. 55mm，宽度 120. 2-120. 4mm，长度 386_388mm，钢背表面粗糙度
O.292um，粘结牢度弯曲时不分层，承载能力为50MPa。
权利要求
1.一种铝锌硅材料制造工艺，其特征在于其包括如下步骤(1)铝锌硅合金铸锭的均匀化热处理，以温度480°C±10°C恒温11小时-12小时后出炉空冷；(2)铣面将铝锌硅合金铸锭每面铣去2mm，公差O O.5mm ;(3)热轧温度410°C_420°C恒温3小时-3. 5小时进行热轧至目标厚度，每道次轧制加工率在20% -35% ；(4)退火、冷轧至目标厚度。
2.如权利要求I所述的制造工艺，其特征在于所述的铝锌硅合金铸锭成分为4. 2% -4. 8% Zn, I. 0% -2. 0% Si,O. 9% -I. 2% Cu,O. 7% -I. 3% Pb,Mg < O. 6%,Al 为余量，百分比为各成分占合金总量的质量百分比。
3.如权利要求I所述的制造工艺，其特征在于所述的铣面为从22mm铣到18mm，公差O O. 5mm ;所述的热轧为从18mm逐道次轧制至3. 5mm ;轧制道次分配为18mm-12mm-8· 5mm-6. Omm-4. 5mm_3. 5mm,每道次轧制公差O O. 2mm ;热轧逐道次递减，以轧制不开裂为标准；所述的退火为240°C ±10°C恒温5h-6h小时后出炉空冷；所述的冷轧为以轧制不开裂为标准,冷轧至I. 92mm,轧制道次为3. 5mm_2. 6mm-1. 92mm ;所述的招锌娃材料在制备后清洗后备用。
4.如权利要求I 3任一项所述的铝锌硅材料制造工艺制得的铝锌硅材料。
5.一种铝锌硅-钢金属轴承材料制造工艺，其特征在于其包括如下步骤将权利要求4所述的铝锌硅材料单面刷光，与双面砂带打毛的钢板进行一次性复合轧制，之后3400C ±10°C恒温5h-6h退火即可，其中，所述的一次性复合轧制的加工率彡48%。
6.如权利要求5所述的制造工艺，其特征在于所述的钢板为Q/BQB302热连轧低碳钢板或钢带，所述的钢板使用前除油除锈。
7.如权利要求6所述的制造工艺，其特征在于所述的钢板为SPHC低碳钢、SPHD低碳钢或StW22低碳钢。
8.如权利要求5所述的制造工艺，其特征在于所述的刷光为采用钢丝直径为O.2mm的钢丝刷进行刷光；所述的钢板的非复合面为120#砂带打毛，所述的钢板复合面为36#砂带打毛。
9.如权利要求5所述的制造工艺，其特征在于所述的一次性复合轧制中的加工率为加工率> 50%。
10.如权利要求5 9任一项所述的铝锌硅-钢金属轴承材料制造工艺制得的铝锌硅-钢金属轴承材料。
全文摘要
本发明公开了铝锌硅材料、铝锌硅-钢金属轴承材料及其制造工艺。铝锌硅材料制造工艺包括如下步骤(1)铝锌硅合金铸锭的均匀化热处理，以温度480℃±10℃恒温11小时-12小时后出炉空冷；(2)铣面将铝锌硅合金铸锭每面铣去2mm，公差0～0.5mm；(3)热轧温度410℃-420℃恒温3小时-3.5小时进行热轧至目标厚度，每道次轧制加工率在20％-35％；(4)退火、冷轧至目标厚度。铝锌硅-钢金属轴承材料制造工艺为将铝锌硅材料单面刷光，与双面砂带打毛的钢板进行一次性复合轧制，之后340℃±10℃恒温5h-6h退火即可，其中，所述的一次性复合轧制的加工率≥48％。铝锌硅-钢金属轴承材料制造工艺简单易行、生产成本低廉，且铝锌硅-钢金属轴承材料疲劳强度、耐磨性能好、能承受很高的载荷。
文档编号C22F1/053GK102936676SQ20111023341
公开日2013年2月20日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者娄兆云 申请人:上海核威实业有限公司