專利名稱：鋁鋅硅材料、鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料及其制造工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋁鋅硅材料、鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料及其制造工藝。
背景技術：
鋁鋅硅合金作為一種耐磨性能好承載能力及疲勞強度高的低成本優良減磨軸承合金，在生產過程存在著軋制難度大，成材率不高的缺陷，一直不能批量生產。另外，鋁鋅硅合金具有與銅鉛合金相當的硬度，承載能力，耐磨性與疲勞強度，可部分替代昂貴的銅鉛合金材料，但缺陷和銅鉛合金一樣，合金需表面電鍍和配硬化的曲軸。該現狀亟待解決。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服了現有技術的鋁鋅硅合金存在軋制難度大，成材率不高一直不能批量生產的缺陷，提供了一種工藝簡單易行、生產成本低廉，且疲勞強度、耐磨性能好、能承受很高的載荷的鋁鋅硅材料、鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料及其制造工藝。本發明目的之一在于提供一種鋁鋅硅材料制造工藝包括如下步驟(I)鋁鋅硅合金鑄錠的均勻化熱處理，以溫度480°C 土 10°C恒溫11小時-12小時后出爐空冷；(2)統面將招鋅娃合金鑄錠每面統去2mm,公差O O. 5mm ；(3)熱軋溫度410°C _420°C恒溫3小時-3. 5小時進行熱軋至目標厚度，每道次軋制加工率在20% -35% ；(4)退火、冷軋至目標厚度。本發明中，所述的鋁鋅硅合金鑄錠為本領域常規所用，具體成分要求為4. 2% -4. 8% Zn, I. 0% -2. 0% Si,O. 9% -I. 2% Cu,O. 7% -I. 3% Pb,Mg < O. 6%,Al 為余量，百分比為各成分占合金總量的質量百分比。所述的鋁鋅硅合金鑄錠按成分要求進行熔煉，經過常規的精煉，除洛，晶粒細化后得到高性能的招鋅娃合金鑄錠。本發明中，所述的均勻化熱處理的優選條件，有效消除鑄錠的澆鑄應力，同時使合金的組織和成分趨于均勻，提高合金的塑性，便于后續的軋制，一般溫度上限不得超過合金中低熔點共晶的熔化溫度。本發明中，所述的銑面為去除表面氧化夾雜及冷隔、裂紋、昌粒粗大等鑄造缺陷，較佳的為從22mm統到18mm,公差O O. 5mm。本發明中，所述的熱軋較佳的為從18mm逐道次軋制至3. 5mm ;軋制道次分配為I8mm-1 2mm~8. 5mm_6. Omm-4. 5mm_3. 5mm,每道次乳制公差0 0. 2mm ;熱乳逐道次遞減，以乳制不開裂為標準。本發明中，所述的退火為本領域常規操作，有效消除合金加工硬化，使后續軋制不開裂，一般將合金加熱到再結晶溫度以上，較佳的為240°C ±10°C恒溫5h-6h小時后出爐空冷。
本發明中，所述的冷軋為本領域常規操作，一般以軋制不開裂為標準，較佳的為冷乳至 I. 92mm,乳制道次為 3. 5mm_2. 6mm-1. 92mm。本發明的鋁鋅硅材料在制備后一般按本領域常規操作清洗后備用。本發明目的之二在于提供前述鋁鋅硅材料制造工藝制得的鋁鋅硅材料。本發明目的之三在于提供一種鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料制造工藝包括如下步驟將前述的鋁鋅硅材料單面刷光，與雙面砂帶打毛的鋼板進行一次性復合軋制，之后3400C ±10°C恒溫5h-6h退火即可，其中，所述的一次性復合軋制的加工率彡48%。本發明中，所述的鋼板為本領域常規所用，一般為Q/BQB302熱連軋低碳鋼板或鋼帶，較佳的SPHC低碳鋼、SPHD低碳鋼或StW22低碳鋼，市售可得，如寶鋼等。所述的鋼板使用前一般按本領域常規除油除銹。本發明中，所述的刷光為本領域常規操作，一般采用鋼絲直徑為O. 2mm的鋼絲刷進行刷光，使合金板表面均勻呈銀白色，潔凈，無明顯打滑亮跡。本發明中，所述的鋼板雙面打毛為本領域常規操作，一般要求鋼板非復合面表面光潔，無銹跡、無變色及明顯鋼板缺陷，鋼板復合面表面粗糙、均勻、潔凈，無任何污染、變色和明顯缺陷。所述的鋼板的非復合面較佳的為120#砂帶打毛，所述的鋼板復合面較佳的為36#砂帶打毛。本發明中，所述的一次性復合軋制中的加工率是指(復合前原始厚度-復合后成品厚度)/復合前原始厚度；較佳的為加工率> 50%。本發明中，所述的退火步驟之后，一般按本領域常規進行性能檢測之后剪切包裝。本發明目的之四在于提供前述鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料制造工藝制得的鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料。本發明中，所述的鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料共二層結構第一層表層為鋁鋅硅合金層，第二層基層為優質低碳鋼。本發明獲得的鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料各檢測方法為由布氏硬度計檢測合金和鋼背硬度，合金硬度40-60HB，鋼背硬度160_220HB，用原子吸收儀對合金進行化學成分分析，合金化學成分須在給定的標準范圍以內；粘結牢度采用剝離法(GB8896-88)必要時彎曲法(GB8896-88)抽檢，鋼背表面粗糙度，材料總厚度，鋼層厚度等性能檢測按(GB8896-88)。本發明所用試劑和原料均市售可得。在符合本領域常識的基礎上，本發明中上述的各技術特征的優選條件可以任意組合得到本發明較佳實例。本發明的積極進步效果在于本發明的鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料制造工藝簡單易行、生產成本低廉，且鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料疲勞強度、耐磨性能好、能承受很高的載荷，可部分替代昂貴的銅鉛合金材料。
具體實施例方式下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。實施例
生產材料規格為4. 3X 3. 5X 120X 3 85的鋁鋅硅/鋼雙金屬軸承材料板材；其中總厚度 4. 3mm,(公差 0-0. 12mm),鋼層厚度 3. 5mm±0. 05mm,寬度 120mm (公差 0_0. 5mm),長度385mm (公差 0_3mm)。I、鋁鋅硅材料制造工藝按鋁鋅硅合金化學成分要求4·2% -4. 8% Zn，I. 0% -2. 0% Si,O. 9% -I. 2% Cu，0.7% -1.3% Pb，Mg < 0.6%, Al為余量進行配料，爐前實際檢測鋁鋅硅合金化學成分為4. 6% Zn, I. 58% Si, I. 10% Cu, I. 01% Pb, Mg < O. 40%, Al 為余量，百分比為各成分占合金總量的質量百分比；熔煉鑄錠規格22mmX 175mmX 700mm。(I)鋁鋅硅合金鑄錠均勻化熱處理設定溫度480°C恒溫12小時后出爐空冷；(2)銑面每面均勻銑去2mm，鑄錠厚度由22mm變成18mm(3)熱軋溫度410°C恒溫3小時進行熱軋,軋制道次為18mm-12mm-8. 5mm-6mm-4.5mm-3. 5mm ；(4)退火、冷軋設定240°C恒溫5小時后出爐空冷，然后將已退火的鋁鋅硅材料2道次冷乳至I. 92mm,乳制道次為3. 5mm_2. 6mm-1. 92mm ；(5)剪切成規格1.92mmX138mmX1150mm的合金板，校平清洗后備用，(共10片)。2、鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料制造工藝(I)鋼板的準備采用SPHC牌號的鋼板除油除銹后備用，共10片，鋼板規格
7.OmmX 140mm X 1 250mm ；(2)將前述所得鋁鋅硅材料用鋼絲刷進行單面刷光；鋼板用120#和36#砂帶分別對上下表面進行打毛處理；(3)復合軋制將刷光后的合金板放置在36#砂帶打毛后的鋼板上喂入軋機，一次性軋至4. 3mm,公差0-0. 12mm,加工率50 %，(4)退火設定溫度340°C，恒溫5小時后出爐空冷；(5)落料剪切按材料要求落成寬IlOmm,公差0-0. 5mm,長385mm,公差0_3mm的板料；(6)進行化學成分、合金及鋼板硬度、總厚、鋼層等各項性能的檢測，上防銹油、包裝。由布氏硬度計檢測合金和鋼背硬度，合金硬度40-60HB，鋼背硬度160_220HB，用原子吸收儀對合金進行化學成分分析，合金化學成分須在給定的標準范圍以內；粘結牢度采用剝離法(GB8896-88)必要時彎曲法(GB8896-88)抽檢，鋼背表面粗糙度，材料總厚度，鋼層厚度等性能檢測按(GB8896-88)。經檢測，實際檢測鋁鋅硅合金化學成分為4. 6% Zn，I. 58% Si，I. 10% Cu，I. 01%Pb，Mg < O. 40%, Al為余量。合金硬度48HB，(接近銅鉛合金的硬度)鋼背硬度182HB，總厚 4. 32-4. 40mm，鋼層厚 3. 45-3. 55mm，寬度 120. 2-120. 4mm，長度 386_388mm，鋼背表面粗糙度O. 292um，粘結牢度彎曲時不分層，承載能力為50MPa。實施例2除下述條件外，其余均同實施例I的條件和參數。I、招鋅娃材料制造工藝鋁鋅硅合金鑄錠合金成分為4. 8% Zn, 1.0% Si, I. 2% Cu, I. 3% Pb7MgO. 59%,Al為余量，百分比為各成分占合金總量的質量百分比。均勻化熱處理設定溫度470°C恒溫12小時后出爐空冷。所述的退火為230°C恒溫6h小時后出爐空冷。2、鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料制造工藝鋼板采用SPHD牌號的鋼板。一次性復合軋制之后330°C恒溫6h退火。所述的一次性復合軋制的加工率48%。經檢測，合金硬度48HB，(接近銅鉛合金的硬度)鋼背硬度182HB，總厚
4.32-4. 40mm，鋼層厚 3. 45-3. 55mm，寬度 120. 2-120. 4mm，長度 386_388mm，鋼背表面粗糙度
O.292um，粘結牢度彎曲時不分層，承載能力為50MPa。實施例3除下述條件外，其余均同實施例I的條件和參數。I、招鋅娃材料制造工藝鋁鋅硅合金鑄錠合金成分為4. 8% Zn, 2. 0% Si,O. 9% Cu,O. 7% Pb，MgO. 4%, Al為余量，百分比為各成分占合金總量的質量百分比。均勻化熱處理設定溫度490°C恒溫11小時后出爐空冷。熱軋溫度420°C恒溫3. 5小時進行熱軋至目標厚度。所述的退火為250°C恒溫5h小時后出爐空冷。2、鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料制造工藝鋼板米用StW22牌號的鋼板。一次性復合軋制之后350°C恒溫5h退火。經檢測，合金硬度48HB，(接近銅鉛合金的硬度)鋼背硬度182HB，總厚
4.32-4. 40mm，鋼層厚 3. 45-3. 55mm，寬度 120. 2-120. 4mm，長度 386_388mm，鋼背表面粗糙度
O.292um，粘結牢度彎曲時不分層，承載能力為50MPa。
權利要求
1.一種鋁鋅硅材料制造工藝，其特征在于其包括如下步驟(1)鋁鋅硅合金鑄錠的均勻化熱處理，以溫度480°C±10°C恒溫11小時-12小時后出爐空冷；(2)銑面將鋁鋅硅合金鑄錠每面銑去2mm，公差O O.5mm ;(3)熱軋溫度410°C_420°C恒溫3小時-3. 5小時進行熱軋至目標厚度，每道次軋制加工率在20% -35% ；(4)退火、冷軋至目標厚度。
2.如權利要求I所述的制造工藝，其特征在于所述的鋁鋅硅合金鑄錠成分為4. 2% -4. 8% Zn, I. 0% -2. 0% Si,O. 9% -I. 2% Cu,O. 7% -I. 3% Pb,Mg < O. 6%,Al 為余量，百分比為各成分占合金總量的質量百分比。
3.如權利要求I所述的制造工藝，其特征在于所述的銑面為從22mm銑到18mm，公差O O. 5mm ;所述的熱軋為從18mm逐道次軋制至3. 5mm ;軋制道次分配為18mm-12mm-8· 5mm-6. Omm-4. 5mm_3. 5mm,每道次軋制公差O O. 2mm ;熱軋逐道次遞減，以軋制不開裂為標準；所述的退火為240°C ±10°C恒溫5h-6h小時后出爐空冷；所述的冷軋為以軋制不開裂為標準,冷軋至I. 92mm,軋制道次為3. 5mm_2. 6mm-1. 92mm ;所述的招鋅娃材料在制備后清洗后備用。
4.如權利要求I 3任一項所述的鋁鋅硅材料制造工藝制得的鋁鋅硅材料。
5.一種鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料制造工藝，其特征在于其包括如下步驟將權利要求4所述的鋁鋅硅材料單面刷光，與雙面砂帶打毛的鋼板進行一次性復合軋制，之后3400C ±10°C恒溫5h-6h退火即可，其中，所述的一次性復合軋制的加工率彡48%。
6.如權利要求5所述的制造工藝，其特征在于所述的鋼板為Q/BQB302熱連軋低碳鋼板或鋼帶，所述的鋼板使用前除油除銹。
7.如權利要求6所述的制造工藝，其特征在于所述的鋼板為SPHC低碳鋼、SPHD低碳鋼或StW22低碳鋼。
8.如權利要求5所述的制造工藝，其特征在于所述的刷光為采用鋼絲直徑為O.2mm的鋼絲刷進行刷光；所述的鋼板的非復合面為120#砂帶打毛，所述的鋼板復合面為36#砂帶打毛。
9.如權利要求5所述的制造工藝，其特征在于所述的一次性復合軋制中的加工率為加工率> 50%。
10.如權利要求5 9任一項所述的鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料制造工藝制得的鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料。
全文摘要
本發明公開了鋁鋅硅材料、鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料及其制造工藝。鋁鋅硅材料制造工藝包括如下步驟(1)鋁鋅硅合金鑄錠的均勻化熱處理，以溫度480℃±10℃恒溫11小時-12小時后出爐空冷；(2)銑面將鋁鋅硅合金鑄錠每面銑去2mm，公差0～0.5mm；(3)熱軋溫度410℃-420℃恒溫3小時-3.5小時進行熱軋至目標厚度，每道次軋制加工率在20％-35％；(4)退火、冷軋至目標厚度。鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料制造工藝為將鋁鋅硅材料單面刷光，與雙面砂帶打毛的鋼板進行一次性復合軋制，之后340℃±10℃恒溫5h-6h退火即可，其中，所述的一次性復合軋制的加工率≥48％。鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料制造工藝簡單易行、生產成本低廉，且鋁鋅硅-鋼金屬軸承材料疲勞強度、耐磨性能好、能承受很高的載荷。
文檔編號C22F1/053GK102936676SQ20111023341
公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者婁兆云 申請人:上海核威實業有限公司