一种比铜合金耐磨几十倍的铝基合金

靖江山水 · 发表于 2017-10-19 09:39:24

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一种比铜合金耐磨几十倍的铝基合金
一种高强度高耐磨低膨胀系数的铝基合金
                              发明专利号：2016102591895
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
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。
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。
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。
采用多种铸造方式获取不同强度的铸件。
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。
该合金铸造性能优越：
可重力浇铸（砂型、金属型）
压铸（立式压铸、卧式压铸）
连续铸造（管材、棒材、板材、异形材）
液态模锻（结构复杂件，高标准配件）
与青铜相比
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。
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。
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。
4.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。
5.材料密度低(ρ=4.8g/cm3)，产品质量轻，安装、维护更加容易、方便。
6.具有较高阻尼特性，减振抗噪。
高强度铝基合金具有以下特点：
高强韧性                   顺应性、嵌藏性、减震性、自润滑性、机加工性好
高耐磨减磨性，摩擦系数低    比重轻、转动惯性小
高强度                      可焊接、耐腐蚀
高硬度                无磁性、无火花、噪音低
高致密度                   防抱轴、散热快
高性价比、使用寿命长       可电镀、可喷涂

应用范围广泛：
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。
以下介绍铝基合金在几种行业的应用前景：
一轴承座
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
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。
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。
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。
二机床设备上的应用
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。
本发明的铝基合金，可制造：
车床：蜗轮、螺母、花键套、减振齿轮、轴套。
磨床：上下支承块、蜗轮、锥套、轴套，螺母等
锻压机床：螺母、蜗轮、导轨、导套等
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
滚齿机：蜗轮、分度蜗轮、耐磨环、垫圈、轴套等
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。
三油泵配件
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。
试验成功后，与中国油泵之乡江苏启东数个单位进行接触
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。
二铸造一体化缸体，已通过检测，完全符合使用要求。
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。
四履带式车辆（如：坦克，推土机，挖掘机等）
  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。
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。
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……
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。
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！

                                       发明专利号：2016102591895
专利人：程鹏
联系人：陈培余13814468642

castengineer · 发表于 2017-10-19 10:30:47

本帖最后由 castengineer 于 2017-10-19 10:42 编辑

"使用本发明铝基合金直接铸造一体化油泵缸体"

专利可以报----很可能是悬浮铸造.有如论坛的一个贴子---含6.5-6.7碳量的球墨铸铁.也是专利.

30多年前,日本这样的实例很多.国内也有案例.只能报专利.如不,应当报发明.因为它颠覆了铸造铝合金的制造的传统工艺.

靖江山水 · 发表于 2017-10-19 11:01:06

castengineer 发表于 2017-10-19 10:30; S# L) i) Y" [2 w$ a' R1 a
"使用本发明铝基合金直接铸造一体化油泵缸体"

新的发明专利，我参与一起开发市场，我觉得不错哈

铸造小狗 · 发表于 2017-10-19 11:40:57

靖江山水发表于 2017-10-19 11:010 `& S* P! x" J5 ~
新的发明专利，我参与一起开发市场，我觉得不错哈

恭贺陈工！

老翻砂匠 · 发表于 2017-10-19 14:39:45

castengineer 发表于 2017-10-19 10:30
/ E @+ W+ p2 X9 d( l"使用本发明铝基合金直接铸造一体化油泵缸体"

董工分析的很有道理，前一段时间我们还谈到类似的事～

铸造小猫 · 发表于 2017-10-20 02:05:17

东西看起来很好，可能部分场景需要实际使用测试，如果装机测试良好，这项技术的发展前景会很好

靖江山水 · 发表于 2017-10-20 05:49:10

铸造小猫发表于 2017-10-20 02:051 F% n" X5 y, i; E% X
东西看起来很好，可能部分场景需要实际使用测试，如果装机测试良好，这项技术的发展前景会很好
7 K7 ? [: D& q* A' i ...

已经部分使用和测试，效果很好

castengineer · 发表于 2017-10-20 20:25:54

本帖最后由 castengineer 于 2017-10-21 08:37 编辑

这是铸铁悬浮铸造的实践图片.

谈几点看法.
楼主所谈如是悬浮铸造:
1:这种铸造没有囊括各种铸造方法的能力.也没有如楼主所谈的那么高的性能.由于悬浮铸造的本体金属合金液体与填入粒子的物理特性相差很多.所以就对铸造方法和铸件冷却速度,对添加不同粒子时有各自不同的要求.
2:对于基体合金中的添加粒子,均为高硬度耐磨物相.这就对铸件的加工有特殊要求.对铸件结构也有要求.也不会如楼主所谈.此合金无所不能.
但按楼主所谈."材料密度低(ρ=4.8g/cm3)",不是悬浮铸造.这种铸造有很高的工艺性能要求.

3:材料密度低(ρ=4.8g/cm3),这应是类如标制的铝-锡-铜轴承合金的比重.
如像楼主所谈的性能.国家有铝基轴承合金标准.也就是在这基础上,改进.报专利那是可信的.
但应用范围,由于轴承合金的铸造性能和成本(约25元/KG)被约束的一面.此铝基合金也不会无所不能.

靖江山水 · 发表于 2017-10-21 05:59:33

谢谢，我精通铸钢件，铸铝还在学习之中

castengineer · 发表于 2017-10-21 08:59:21

本帖最后由 castengineer 于 2017-10-21 18:40 编辑

如是类如此类合金,铝在锡中的溶解度仅为0.6%,两液相在液相线以上是呈比重差异很大的混液状态,.在液相线温度以下,.结晶过程,基本是以固-液相两混相状态存在.这就使合金在结晶过程中,比重偏析很大.......楼主所谈的可实用的造型方法.适用范围.是要大打折扣......
这种论述.如在论坛里发贴.还望适当修改为好.

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