本發(fā)明涉及合金制造領(lǐng)域，具體涉及一種高性能耐磨合金件的配方及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

合金件在650～1100℃具有較高的高溫強(qiáng)度、高溫抗疲勞性能、抗熱震沖擊性能和良好的抗氧化、耐腐蝕性能，高的耐磨粒磨損以及良好的抗金屬間磨損等性能。廣泛用于耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗沖擊等工礦條件下的各類零部件的制造，如超超臨界汽輪機(jī)中的密封環(huán)、導(dǎo)向套筒以及活塞環(huán)等，航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)、艦船燃?xì)廨啓C(jī)中的導(dǎo)向葉片和噴嘴導(dǎo)葉以及柴油機(jī)噴嘴等。合金按制備工藝分為鑄造高溫合金、變形高溫合金和粉末冶金高溫合金。耐磨耐熱耐蝕高溫合金是依靠在純鈷中加入大量的cr、mo或w和c等元素形成的碳化物進(jìn)行強(qiáng)化，因此合金容易受加工硬化影響而不易采用變形成形，只能采用鑄造的方法進(jìn)行制備成形。耐磨耐熱耐蝕合金產(chǎn)品種類較多，其中很大一部分以管類或環(huán)類為主，如合金密封環(huán)、導(dǎo)向套以及活塞環(huán)等。目前該部分產(chǎn)品還主要以靜態(tài)砂型鑄造的方法進(jìn)行生產(chǎn)，該方法由于一個(gè)砂型僅能使用一次，因此存在批量化生產(chǎn)效率較低、成本高等問題，此外，由于砂型鑄造本身存在的鑄造合金密度不高、晶粒粗大等問題，如需提高性能需進(jìn)行后期等靜壓處理，這進(jìn)一步增加了制造成本，純鋁的密度小(ρ＝2.7g/cm)，大約是鐵的1/3，熔點(diǎn)低(660℃)，鋁是面心立方結(jié)構(gòu)，故具有很高的塑性，易于加工，可制成各種型材、板材。鋁的抗腐蝕性能好；但是純鋁的強(qiáng)度很低，不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過長期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來強(qiáng)化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。添加一定元素形成的鋁合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度，σb值分別可達(dá)24～60kgf/mm2。這樣使得鋁合金“比強(qiáng)度”(強(qiáng)度與比重的比值σb/ρ)勝過很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，鋁合金因其具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，在工業(yè)上被廣泛使用，成為工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及航空工業(yè)等方面。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50％以上。

近年來，從考慮地球環(huán)境等的角度出發(fā)，汽車車體的輕量化的社會(huì)性的要求越發(fā)高漲，汽車車體之中，針對面板(引擎罩、車門、車頂?shù)鹊耐獍濉?nèi)板)、保險(xiǎn)杠加強(qiáng)件(保險(xiǎn)杠r/f)、車門防撞梁等的補(bǔ)強(qiáng)材等，應(yīng)用鋁合金材料而部分性地取代鋼板等的鋼鐵材料?，F(xiàn)代軌道交通、橋梁等應(yīng)用背景下，大跨度、高承力、特高型建筑物門窗與幕墻需要一種具有較高強(qiáng)度及良好延伸率的材料，6061鋁合金加工性能及延伸率等已經(jīng)不能滿足這種要求。美國alcoa公司曾制備出6013鋁合金，該鋁合金具有較高的強(qiáng)度和良好的耐蝕性。但由于6013鋁合金延伸率低、加工性能欠佳，所以其應(yīng)用一直受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對以上問題，本發(fā)明提供了一種高性能耐磨合金件的配方及其生產(chǎn)工藝，具有輕量、耐磨損、可塑性好的優(yōu)點(diǎn)，并且具有優(yōu)異散熱性，能夠用于汽車配件、高檔門窗、散熱器配件、顯示器邊框外殼的制造，市場前景廣闊形，本發(fā)明采用型筒離心鑄造方法制造鑄造合金筒類或環(huán)類零部件，通過控制離心鑄造的溫度、轉(zhuǎn)速以及設(shè)計(jì)涂料成分，能夠獲得細(xì)晶粒、高致密度和高性能的耐磨耐熱耐蝕合金件，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種高性能耐磨合金件的配方，按照重量百分比由如下原料組成：

石英粉為8％-12％、鋯英粉為7％-8％、聚合氯化鋁為0.6％-1％、鈉基膨潤土為2％-3％、超細(xì)鈷粉為1％-1.5％、si0.33-0.37％、fe≤0.16％、cu≤0.012％、mg0.47-0.52％、mn0.015-0.025％、cr≤0.01％、zn≤0.012％、ti0.01-0.015％，余量為al。

優(yōu)選的，按照重量百分比由如下原料組成：

石英粉為8％、鋯英粉為7％、聚合氯化鋁為0.6％、鈉基膨潤土為2％、超細(xì)鈷粉為1％、si0.33％、fe0.12％、cu0.01％、mg0.47％、mn0.015％、cr0.005％、zn0.01％、ti0.01％，余量為al。

優(yōu)選的，按照重量百分比由如下原料組成：

石英粉為12％、鋯英粉為8％、聚合氯化鋁為1％、鈉基膨潤土為3％、超細(xì)鈷粉為1.5％、si0.37％、fe0.06％、cu0.008％、mg0.52％、mn0.025％、cr0.008％、zn0.011％、ti0.015％，余量為al。

優(yōu)選的，按照重量百分比由如下原料組成：

石英粉為10％、鋯英粉為7.5％、聚合氯化鋁為0.8％、鈉基膨潤土為2.5％、超細(xì)鈷粉為1.25％、si0.35％、fe0.15％、cu0.011％、mg0.5％、mn0.02％、cr0.006％、zn0.005％、ti0.013％，余量為al。

優(yōu)選的，高性能耐磨合金件用于汽車配件、高檔門窗、散熱器配件、顯示器邊框外殼。

一種高性能耐磨合金件的生產(chǎn)工藝，包括：

(1)原料的準(zhǔn)備：按照合金各組分的重量百分比備料，將準(zhǔn)備好的原料放入恒溫預(yù)熱干燥爐中干燥；

(2)精煉清渣劑的準(zhǔn)備：按步驟(1)中各原料總質(zhì)量的0.55～1.15％準(zhǔn)備精煉清渣劑，將準(zhǔn)備好的精煉清渣劑放入恒溫預(yù)熱干燥爐中干燥；

(3)融化：將步驟(1)中干燥后的鋁放入融化爐中，點(diǎn)火，控制爐溫700～750℃，待al全部熔化后靜置并保溫15～20min，加入干燥后的其他原料，繼續(xù)升溫至780～800℃保溫15～20min促進(jìn)熔體合金化；

(4)精煉：向步驟(3)中噴入步驟(2)中得到的精煉清渣劑，精煉除氣，于780℃靜置保溫15～18min，除渣；

(5)鍛造成型：將步驟(4)中得到的鋁合金熔體保溫并壓鑄，獲得al合金制品。

優(yōu)選的，所述的精煉清渣劑為硅酸鹽或氯鹽。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過選擇特定的配方制備出一種高性能耐磨合金件的配方及其生產(chǎn)工藝，同時(shí)具有輕量、耐磨損、可塑性好的優(yōu)點(diǎn)，并且具有優(yōu)異散熱性，能夠用于汽車配件、高檔門窗、散熱器配件、顯示器邊框外殼的制造，市場前景廣闊形，本發(fā)明采用型筒離心鑄造方法制造鑄造合金筒類或環(huán)類零部件，通過控制離心鑄造的溫度、轉(zhuǎn)速以及設(shè)計(jì)涂料成分，能夠獲得細(xì)晶粒、高致密度和高性能的耐磨耐熱耐蝕合金件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1：

一種高性能耐磨合金件的配方，按照重量份數(shù)由如下原料組成：

石英粉為8％、鋯英粉為7％、聚合氯化鋁為0.6％、鈉基膨潤土為2％、超細(xì)鈷粉為1％、si0.33％、fe0.12％、cu0.01％、mg0.47％、mn0.015％、cr0.005％、zn0.01％、ti0.01％，余量為al。

一種高性能耐磨合金件的生產(chǎn)工藝，按照如下步驟制成：

(1)原料的準(zhǔn)備：按照合金各組分的重量百分比備料，將準(zhǔn)備好的原料放入恒溫預(yù)熱干燥爐中干燥；

(2)精煉清渣劑的準(zhǔn)備：按步驟(1)中各原料總質(zhì)量的0.55～1.15％準(zhǔn)備精煉清渣劑，將準(zhǔn)備好的精煉清渣劑放入恒溫預(yù)熱干燥爐中干燥；

(3)融化：將步驟(1)中干燥后的鋁放入融化爐中，點(diǎn)火，控制爐溫700～750℃，待al全部熔化后靜置并保溫15～20min，加入干燥后的其他原料，繼續(xù)升溫至780～800℃保溫15～20min促進(jìn)熔體合金化；

(4)精煉：向步驟(3)中噴入步驟(2)中得到的精煉清渣劑，精煉除氣，于780℃靜置保溫15～18min，除渣；

(5)鍛造成型：將步驟(4)中得到的鋁合金熔體保溫并壓鑄，獲得al合金制品。

實(shí)施例2：

一種高性能耐磨合金件的配方，按照百分比由如下原料組成：

石英粉為12％、鋯英粉為8％、聚合氯化鋁為1％、鈉基膨潤土為3％、超細(xì)鈷粉為1.5％、si0.37％、fe0.06％、cu0.008％、mg0.52％、mn0.025％、cr0.008％、zn0.011％、ti0.015％，余量為al。

一種高性能耐磨合金件的生產(chǎn)工藝，按照如下步驟制成：

(1)原料的準(zhǔn)備：按照合金各組分的重量百分比備料，將準(zhǔn)備好的原料放入恒溫預(yù)熱干燥爐中干燥；

(2)精煉清渣劑的準(zhǔn)備：按步驟(1)中各原料總質(zhì)量的0.55～1.15％準(zhǔn)備精煉清渣劑，將準(zhǔn)備好的精煉清渣劑放入恒溫預(yù)熱干燥爐中干燥；

(3)融化：將步驟(1)中干燥后的鋁放入融化爐中，點(diǎn)火，控制爐溫700～750℃，待al全部熔化后靜置并保溫15～20min，加入干燥后的其他原料，繼續(xù)升溫至780～800℃保溫15～20min促進(jìn)熔體合金化；

(4)精煉：向步驟(3)中噴入步驟(2)中得到的精煉清渣劑，精煉除氣，于780℃靜置保溫15～18min，除渣；

(5)鍛造成型：將步驟(4)中得到的鋁合金熔體保溫并壓鑄，獲得al合金制品。

實(shí)施例3：

一種高性能耐磨合金件的配方，按照重量份數(shù)由如下原料組成：

石英粉為10％、鋯英粉為7.5％、聚合氯化鋁為0.8％、鈉基膨潤土為2.5％、超細(xì)鈷粉為1.25％、si0.35％、fe0.15％、cu0.011％、mg0.5％、mn0.02％、cr0.006％、zn0.005％、ti0.013％，余量為al。

一種高性能耐磨合金件的生產(chǎn)工藝，按照如下步驟制成：

(1)原料的準(zhǔn)備：按照合金各組分的重量百分比備料，將準(zhǔn)備好的原料放入恒溫預(yù)熱干燥爐中干燥；

(2)精煉清渣劑的準(zhǔn)備：按步驟(1)中各原料總質(zhì)量的0.55～1.15％準(zhǔn)備精煉清渣劑，將準(zhǔn)備好的精煉清渣劑放入恒溫預(yù)熱干燥爐中干燥；

(3)融化：將步驟(1)中干燥后的鋁放入融化爐中，點(diǎn)火，控制爐溫700～750℃，待al全部熔化后靜置并保溫15～20min，加入干燥后的其他原料，繼續(xù)升溫至780～800℃保溫15～20min促進(jìn)熔體合金化；

(4)精煉：向步驟(3)中噴入步驟(2)中得到的精煉清渣劑，精煉除氣，于780℃靜置保溫15～18min，除渣；

(5)鍛造成型：將步驟(4)中得到的鋁合金熔體保溫并壓鑄，獲得al合金制品。

基于上述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明具有輕量、耐磨損、可塑性好的優(yōu)點(diǎn)，并且具有優(yōu)異散熱性，能夠用于汽車配件、高檔門窗、散熱器配件、顯示器邊框外殼的制造，市場前景廣闊形，本發(fā)明采用型筒離心鑄造方法制造鑄造合金筒類或環(huán)類零部件，通過控制離心鑄造的溫度、轉(zhuǎn)速以及設(shè)計(jì)涂料成分，能夠獲得細(xì)晶粒、高致密度和高性能的耐磨耐熱耐蝕合金件。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。