专利名称：高强韧低膨胀锌基耐磨合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及的是冶金材料制造技术领域，特别涉及冶金工业板材、棒材和管材用冶金材料制造技术领域的高强韧低膨胀锌基耐磨合金及其生产工艺。
背景技术：
目前锌基合金的生产已为大家掌握，一般的锌基合金材料，用55-65％的锌、20-30％的铝、5-15％的铜和0.2-2％的镁熔化、浇注、冷却后脱模制成。其缺点在于熔点温度低，膨胀系数大，浇注过程中热气体不能正常排出，产生气孔，从而使加工余量大，原材料损耗增大，增加了产品成本。在冷却过程中由于采用砂模和铸铁模，导致冷却速度慢，使金属溶液在冷却过程中继续燃烧，产生杂质(积炭)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗拉强度高、磨擦系数低的高强韧低膨胀锌基耐磨合金。
本发明的另一个目的是在于提供一种锌基耐磨合金的制备方法。
本发明高强韧低膨胀锌基耐磨合金，其原料组分的重量配比是锌占55-65％、铝占20-30％、中间合金铜铝占10-15％和钴铝占1-2％。
其制备方法是先将中间合金铜铝、钴铝和铝加热到800-850℃，再加入锌，使温度达到700-750℃，到入浇包中，然后加入干燥的谷草或秸杆进行抗氧化处理，再倒入温度为480-550℃的模具中，将模具放入40-80℃水中冷却，即浇注成型。
所述模具，其上方设置一漏槽，漏槽底部均匀设置若干排漏孔。形成一种雨淋式浇注，便于浇注过程中产生的热气体充分挥发，从根本上解决了气孔的产生，提高了产品的质量。采用薄铁板模具，其优点在于铁板导热快，浇注后能及时将模具放入40-80℃热水中冷却，由于提高了冷却速度，阻止了材料的继续燃烧，避免了杂质的生成。
所述模具材质采用壁厚为3-15毫米的铁板。本发明在浇注前加入干燥的谷草或秸杆，形成炭类使本发明原材料进行抗氧化处理。
本发明锌基合金抗拉强度为395-410Mpa、负荷为2N、转数为120rev/mhn时，摩擦系数为0.09-0.11，线膨胀系数为17a×10-6，硬度为140-165HB，本发明锌基合金各项物理指标大大超过锡青铜的物理指标，可作为锡青铜的代替产品。本发明锌基合金适用于轴瓦、轴套、蜗轮、螺母、数控机床导轨板等，是一种理想的耐磨材料。
具体实施例方式
取原料锌60.8％、铝28.6％、中间合金铜铝9.8％(其中铜与铝的重量比是1∶1)、钴铝0.8％(其中钴与铝的重量比是1∶10)，先将中间合金铜铝、钴铝和铝一起加热到850℃，然后加入锌后温度降到400℃左右，再加热使温度达到730℃，到入浇包中，然后加入干燥的谷草或秸杆进行抗氧化处理，使其能覆盖住金属溶液表面，待燃尽后将金属溶液通过漏槽倒入温度在480℃的薄铁板模具中，将模具放入80℃热水中冷却，即浇注成型。
附中国科学院金属研究所对本发明合金(ZA30-C)与青铜(QSn10-1)摩擦系数的对比试验结果报告书附哈尔滨工业大学分析测中心对本发明性能的测试报告
权利要求
1.一种高强韧低膨胀锌基耐磨合金，其特征在于其原料组分的重量配比是锌占55-65％、铝占20-30％、中间合金铜铝占10-15％、钴铝占1-2％。
2.根据权利要求1所述的高强韧低膨胀锌基耐磨合金，其特征在于原料锌占60.8％、铝占28.6％、中间合金铜铝占9.8％、钴铝占0.8％。
3.根据权利要求1或2所述的高强韧低膨胀锌基耐磨合金的制备方法，其特征在于先将中间合金铜铝、钴铝和铝加热到800-850℃，再加入锌，使温度达到700-750℃，到入浇包中，然后加入干燥的谷草或秸杆进行抗氧化处理，再倒入温度为480-550℃的模具中，将模具放入40-80℃水中冷却，即浇注成型。
4.根据权利要求3所述的高强韧低膨胀锌基耐磨合金的制备方法，其特征在于所述模具，其上方设置一漏槽，漏槽底部均匀设置若干排漏孔。
5.根据权利要求3或4所述的高强韧低膨胀锌基耐磨合金的制备方法，其特征在于所述模具采用壁厚为3-15毫米的铁板。
全文摘要
本发明公开了一种抗拉强度高、磨擦系数低的高强韧低膨胀锌基耐磨合金及其制备方法。其组分的重量配比是锌55－65％、铝20－30％、中间合金铜铝10－15％和钴铝1－2％。将中间合金、铝加热到800－850℃，加入锌后，使温度达到700－750℃到入浇包中，然后进行抗氧化处理，再倒入温度为480－550℃的模具中，将模具放入40－80℃水中冷却，即浇注成型。本发明锌基合金抗拉强度为395－410Mpa，线膨胀系数为17a×10
文档编号B22D11/059GK1861822SQ200610010039
公开日2006年11月15日 申请日期2006年5月12日 优先权日2006年5月12日
发明者王显坤 申请人:王显坤