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一种比铜合金耐磨几十倍的铝基合金
, I0 g0 E- J5 S7 j一种高强度高耐磨低膨胀系数的铝基合金
' N5 ?' k. f0 n% t 发明专利号：2016102591895
" M" m4 o1 B$ Y; }- v金属铜是一个国家的战略资源，中国是一个铜资源较少而年消耗量巨大的国家。特别近几年来，我国的制造行业的发展速度提高，我国铜及铜合金的消耗量也急剧增加，国外大批量铜材借机进入我国市场，铜的价格也日渐攀升，然而铸造铜合金普遍存在高耗能，污染环境的问题，铜合金生产成本也随之提高，导致企业生产成本加大，在激烈的市场竞争中一直都是无可奈何的选择。世界各国都在研发寻求综合性能好，性价比高的新型合金材料来替代铜合金，针对此状况我工厂积极研发新型替铜材料- k# t! E' _ \7 H4 N5 ]! s2 G. M
目前国内在很多机械制造行业中所使用的耐磨件大多为锡青铜，牌号为ZCuSn6Zn6Pb3、ZCuSn10Pb1、ZCuSn10Pb5等。
$ m2 A1 T3 e2 \本发明经过多年的研发试验，并在权威机构进行了一系列的检测，整理出一套全新的铝基合金配方，独特的铸造工艺以及多样化的热处理工艺，可大范围内替代价格昂贵的铜合金，其耐磨性是铜合金的几十倍。（详情可参考相关检测报告）广泛应用于制造轴套、轴瓦、螺母、蜗轮、滑块、导轨等机械配件中。
$ J# _) F1 g( l6 [; q. l ~合金配方及铸造调整：以铝为基础添加Zn、Cu、Mn、Mg等多种金属元素，采用添加多种的添加剂对合金进行细化球化，排气除渣净化金属液体。, i3 m6 `+ \2 a1 e
采用多种铸造方式获取不同强度的铸件。
# T9 ]* T% x. H4 e5 M$ Z" h. |5 T( B1 \热处理创新：由于合金铸造方式的不同，合金的致密度会存在一个变量，高强度铸件具有相应的内应力，对毛坯要进行不一样的热处理。也可以对合金的膨胀系数进行优化，从而获得高强度、高硬度、高塑性、高耐磨的技术性能。) W) n$ j$ A3 |; y8 I$ b2 @1 K
该合金铸造性能优越：
0 ~ j0 k/ N: M. B( H7 K可重力浇铸（砂型、金属型）3 P3 L1 g0 ^1 |, p/ H/ R& h, k2 I
压铸（立式压铸、卧式压铸）
1 @" K4 J( E" Q' F+ `连续铸造（管材、棒材、板材、异形材）' I2 ~% s$ r* T% E- [" C/ ~
液态模锻（结构复杂件，高标准配件）4 k. I2 u. g0 L: _, S7 f7 h
与青铜相比) R+ y1 x1 w4 g
1.强度、硬度和许用压力超过锡、铅等青铜，许用速度相近。完全能够满足轴瓦等独立减摩耐磨零件使用条件的需求。" M- H- \, H9 t0 }; [
2.对润滑油的亲和力较强，自润滑性更好，加上其冶金特性(熔点低，不易与钢轴发生冶金结合)，因此使用中抗粘着性强，减摩耐磨特性更加突出。+ r' H6 O3 y0 R" i( ]- T% D/ i
3.摩擦系数低，磨损小，因而使用寿命更长。同等使用条件下，一般在铜瓦的数十倍以上，从而降低了配件的采购成本。
" x& ~7 X% j1 G) ]5 V/ M1 ]0 D4.热导率大(λ=125)，散热快，磨面温升慢且低，对配对摩擦有更好的保护作用。
4 F" G4 \( ]4 s5.材料密度低(ρ=4.8g/cm3)，产品质量轻，安装、维护更加容易、方便。- o# Q' R2 a0 u: ]
6.具有较高阻尼特性，减振抗噪。
+ H% c q# L. Z1 i高强度铝基合金具有以下特点：
! u, V7 U' i5 b- w" D) P9 V, B+ B高强韧性 顺应性、嵌藏性、减震性、自润滑性、机加工性好" E$ ~5 k- t4 c
高耐磨减磨性，摩擦系数低 比重轻、转动惯性小
2 b$ O* V, g4 ~: s9 C$ {/ x高强度 可焊接、耐腐蚀9 j7 h. G" E% r( T, [/ F
高硬度 无磁性、无火花、噪音低 x$ s1 g( A- y z7 x& H0 @
高致密度 防抱轴、散热快
4 C0 `0 g8 Y1 x高性价比、使用寿命长 可电镀、可喷涂$ R0 r3 ~7 t. Y3 o9 j
# E B2 `4 O$ Q应用范围广泛：# |/ f0 |* v1 W4 R2 u! _! F
采用铝基合金制造的轴瓦、轴套、蜗轮、滑板、丝母等系列减摩产品，可在锻压设备制造行业、数控机床制造行业、减变速机制造行业、重型矿山设备制造行业、工程机械制造行业、柱塞泵行业中得到应用。
( N1 \ V& v" v) ]# t以下介绍铝基合金在几种行业的应用前景：+ B' V5 W4 _- f5 q* h7 a5 j
一 轴承座
J; G9 f* Y- T/ C' }! c- d* G轴承座中的滑动轴承座，外壳为铸钢或铸铁，内部装配铜合金轴套、轴瓦。产品结构简单，生产工艺简单，国内生产企业很多，仅江苏响水县生产轴承座的企业就有四五十家。，国内的生产企业就更是数不胜数。国外也有数种品牌在中国销售：日本NSK、瑞典SKF、美国TIMKEN、德国INA等3 c2 \2 A" K* H- s4 e( L7 ~
滑动轴承正在很多应用中替代滚动轴承，和滚动轴承相比，滑动轴承具有承载力高，抗震性好，工作平稳可靠，噪音小，寿命长等特点。广泛应用包括泵、工程机械、水利工程、农业、输送设备和建筑机械等许多领域。市场需求量大，而且很大。& P/ |9 w# U$ ]2 m( w
如何创造国际大品牌的轴承座，首先要能生产出高品质的轴承座产品，这是最重要的也是最根本的。: c1 e3 k( C ~7 |+ ^& a& c& P
如果用本发明的铝基合金材料替代铜合金，第一成本降低，第二使用寿命可保证三倍以上，在竞争激烈的市场中，可以拼质量，拼服务，可以拼价格，在适当的时候可以拿国外品牌的轴承座和我方的轴承座，在同压力、同温度、同转速、同时间的环境中，进行实际试验对比，拿出真实数据，打造国际最好的滑动轴承座。
. s* d' i6 p' ]二 机床设备上的应用1 J7 l q- |7 }
在目前国内机床行业中，竞争非常激烈，要在市场中站住脚，必须比价格，比质量。1 z- L' ]* u( y* I# `9 K7 F$ L
本发明的铝基合金，可制造：0 E; ]5 J7 B, \: a9 V h
车床：蜗轮、螺母、花键套、减振齿轮、轴套。
' s9 i! s0 T. W, e: D) y磨床：上下支承块、蜗轮、锥套、轴套，螺母等
3 E1 e% V; ]0 x% a4 O锻压机床：螺母、蜗轮、导轨、导套等 j! [) f+ M6 J g/ T9 ~0 X1 K9 O8 Q! `: {
数控立式车床：滑动螺母、横梁升降螺母、蜗轮，横梁提升蜗轮等; q# f& g. Y6 f8 {3 M) _
滚齿机：蜗轮、分度蜗轮、耐磨环、垫圈、轴套等
: s% m7 Q9 H; A) B数控落地卧式铣镗床：蜗轮、螺母、镶条、导轨板、液压油腔板、轴套、油腔板压板等。2 b" d+ @1 f; M8 h8 o
三 油泵配件$ o8 I# F$ k- I9 n- U3 T3 b* p" }6 b
本发明铝基合金经过两年时间，与美国某大型油泵企业挂钩，制造了油泵缸体，原缸体需要粗加工、烧结、精加工的生产程序，其中的烧结成品率达不到100%，经常出现缸体内的铜套脱落，每年赔偿就二百多万，使用本发明铝基合金直接铸造一体化油泵缸体，一次性加工成品，不存在烧结脱落问题，在试验台连续工作半年后，完全达到中压使用要求，现已备案。
3 I% r* M- c( y1 u. j( c试验成功后，与中国油泵之乡江苏启东数个单位进行接触
) b9 S* @! r5 i# a6 m一 替代原有铜套，已通过破坏性高压试验，耐磨性及强度完全符合要求。
) v/ {/ Q) k& f* e [; P$ P二 铸造一体化缸体，已通过检测，完全符合使用要求。. ^6 O/ m3 b3 n% l* }# x
油泵的生产企业在国内有数百家，其生产规模大小不一，但铝基合金一体化缸体的生产，唯独我方一家，其市场之大可想而知。
: w& d! w. S8 m四 履带式车辆（如：坦克，推土机，挖掘机等）: M3 Z8 d4 Y% m' r* Y
履带式车辆行走部分的导向轮支重轮，内部有一个部件叫铁套合件，在铁套内部压入铜合金套或双金属套，双金属套的内层也是铜合金，而铝基合金的强度和耐磨性要远远超过铜合金，试想一下，假设坦克行走10000公里就要更换耐磨轴套的话，用了铝基合金轴套，哪怕是三倍寿命，也大大提高了军事战斗力，也节省了大量的维修更换费用，为我国的国防工业做出一定的贡献。
: k: l% F+ A" A1 M5 e! ` 由于本发明铝基合金的铸造性能优越，可实现大规模连续铸造，生产出各种规格的板材、管材、棒材以及异形型材。
6 X) R9 a, T1 V e% f5 ~板材可应用于耐磨板、耐磨轨道等，管材可制造轴套、螺母、耐磨圈等，棒材可制造耐磨块……
, g$ ~6 q3 V% S3 D5 l: U本发明铝基合金可以达到高硬度HB180，其断裂面致密度很高，如高碳钢的断裂面。也可以硬度低，韧性好，如铆钉一样卷边。材料的配比、铸造工艺和热处理可因产品的需要而调整，确保达到使用要求。% a% _9 l6 Q7 |* N `; A/ Y
铝基合金在价格和质量方面，可完全在某些领域替代铜合金，其市场潜力巨大，期待您的关注与支持！ V0 F9 A3 C" V6 b& n
! x" c; V9 n" u( d' N 发明专利号：2016102591895
0 [+ ~0 V* _8 h5 d9 j' a专利人：程鹏, K! Y) t7 }6 x' U
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