半固態Al-20Sn-1Cu軸承合金的制備方法
【專利說明】 半固態A1-20Sn-1Cu軸承合金的制備方法
[0001]
技術領域
[0002]本發明屬于合金鑄鐵鑄造技術領域，具體涉及一種半固態Al-20Sn-lCu軸承合金的制備方法。
[0003]
【背景技術】
[0004]價格便宜、具有低的摩擦因數和高的耐磨性能的軸承合金在工業中具有廣泛的需求。鋁基互不溶材料就是一種廣泛應用的軸承合金，包括Al-Sn和Al-Sb合金。其中，高Sn的Al-Sn合金虛用的較為廣泛，典型的有Al-2 OSn-1 Cu。Sn在Al中的固溶度非常小，而且兩者存在很大的密度差，因此在凝固過程中，共晶Sn會由于Stocks和Marangoni機理容易在粗大的枝晶間或晶界產生偏析。另外，由于該合金的凝固溫度范圍較大，因此容易在鑄件中產生縮松和氣孔。在實際的生產中，鑄態組織必須進行大的變形處理來達到細化晶粒、改善均勻性和消除縮松和氣孔的作用。為了減輕共晶Sn的偏析，研究者采用了電磁鑄造等多種方法，但是鑄件中仍然存在非常不均勻的微觀組織和孔隙。有研究者采用高能超聲振動來阻止Sn的聚合,從而分散相。最近,德國開發了一種新型的鑄造技術“strip castingprocess”。在波蘭,采用連續或半連續結合機械形變來制備Al-Sn合金。但是,合金必須進行后續的變形處理來獲得良好的組織。其他的研究方法還有利用電場和磁場、快速凝固、攪拌鑄造、粉末冶金和霧化噴射沉積。
[0005]半固態加工技術是一種成形技術，已經被應用于鋁合金和鎂合金的制備中。
[0006]
【發明內容】
[0007]為了克服現有技術領域存在的上述問題，本發明的目的在于，提供一種半固態Al-20Sn-lCu軸承合金的制備方法。
[0008]本發明提供的半固態Al-20Sn_lCu軸承合金的制備方法，該法是近年來發展的一項制備半固態Al-20Sn-lCu軸承合金的制備，按其原理也可歸于鑄造法。合金首先在電阻爐中熔煉，然后將合金液倒人半固態漿料制備裝置中。合金漿料采用機械攪拌。通過控制合金液的溫度，半固態漿料中的固相率可以得到準確的控制。然后將半固態漿料壓鑄成形。試樣為6.3 mmX60 mm圓棒。熱處理在誤差為正負IK的電阻爐中進行,溫度為623 K,時間為lh，然后空冷至室溫。從圓棒上截取微觀組織試樣，經常規研磨后，采用粒度為Inm的拋光液拋光。然后在JEOL JSM 630IF型掃描電子顯微鏡上觀察微觀組織，同時采用LINKISIS能譜分析合金成分。
[0009]本發明提供的半固態Al-20Sn_lCu軸承合金的制備方法，其有益效果在于:獲得的鑄件組細小，分布均勻，沒有可見的氣孔和松孔，性能得到提高。
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【具體實施方式】
[0011]下面結合實施例，對本發明提供半固態Al-20Sn-lCu軸承合金的制備方法，進行詳細的說明。
[0012]實施例一
合金首先在電阻爐中熔煉，然后將合金液倒人半固態漿料制備裝置中。合金漿料采用機械攪拌。通過控制合金液的溫度，半固態漿料中的固相率可以得到準確的控制。然后將半固態衆料壓鑄成形。試樣為6.3 mmX60 mm圓棒。熱處理在誤差為士 IK的電阻爐中進行，溫度為623 K，時間為lh，然后空冷至室溫。從圓棒上截取微觀組織試樣，經常規研磨后，采用粒度為Inm的拋光液拋光。然后在JEOL JSM 630IF型掃描電子顯微鏡上觀察微觀組織，同時采用LINKISIS能譜分析合金成分。
[0013]Al-Sn合金是一種偏晶合金,或者稱為互不溶合金。在其凝固過程中,存在一個兩液相共存的溫度區間。此間，液相會由于Stock’s和Marangoni運動的作用發生相分離。當開始凝固時，其中的高熔點相開始形核，以“液滴”形式析出，并且由于表面張力的作用產生分離。因此，為了獲得均勻的鑄態組織，液態時就必須使合金均勻混合，而在凝固的過程中，必須使均勻混合的液相保持穩定。
[0014]半固態技術成功地應用于Al-Sn軸承合金的制備，獲得的試樣組織均勻、細小，球形的初生a-AI相尺寸約為50 μ m, 二次a_AI相尺寸約為10 μ m，共品Sn相細小，在基體中呈網狀均勻分布，在晶界沒有氣孔和縮松。經過623 K熱處理I h，網狀共晶Sn相變為彌散的顆粒狀。
【主權項】
1.一種半固態Al-20Sn-lCu軸承合金的制備方法，其特征在于:合金首先在電阻爐中熔煉，然后將合金液倒人半固態漿料制備裝置中；合金漿料采用機械攪拌，通過控制合金液的溫度，半固態漿料中的固相率可以得到準確的控制；然后將半固態漿料壓鑄成形，試樣為.6.3 mmX60 mm圓棒,熱處理在誤差為士 IK的電阻爐中進行,溫度為623 K,時間為Ih,然后空冷至室溫；從圓棒上截取微觀組織試樣，經常規研磨后，采用粒度為Inm的拋光液拋光；然后在JEOL JSM 630IF型掃描電子顯微鏡上觀察微觀組織，同時采用LINKISIS能譜分析合金成分。
【專利摘要】本發明公開了一種半固態Al-20Sn-1Cu軸承合金的制備方法，將合金首先在電阻爐中熔煉，然后將合金液倒人半固態漿料制備裝置中；合金漿料采用機械攪拌；通過控制合金液的溫度，半固態漿料中的固相率可以得到準確的控制；然后將半固態漿料壓鑄成形；試樣為6.3mm×60mm圓棒；熱處理在誤差為士1K的電阻爐中進行，溫度為623K，時間為1h，然后空冷至室溫；從圓棒上截取微觀組織試樣，經常規研磨后，采用粒度為lnm的拋光液拋光，其有益效果在于：獲得的鑄件組細小，分布均勻，沒有可見的氣孔和松孔，性能得到提高。
【IPC分類】B22D17-00
【公開號】CN104550821
【申請號】CN201310505728
【發明人】常云青
【申請人】青島和德隆機械有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月24日