本发明涉及防扭曲无关节联轴器，属于金属材料领域。
背景技术：
联轴器是指联接两轴或轴与回转件，在传递运动和动力过程中一同回转，在正常情况下不脱开也不改变转动方向和扭矩大小的一种装置。有时也作为一种安全装置用来防止被联接机件承受过大的载荷，起到过载保护的作用，联轴器是机械产品中一种常用的部件。
联轴器常由两半合成，分别用键或紧配合等联接，紧固在两轴端，再通过某种方式将两半联接起来。而连接处就会存在受力能力较低的缺陷，容易造成断裂或弯曲。
由此可见，联轴器的性能很大程度上决定了联动的稳定性和传动流畅性。而联轴器的形状一般无法进行有效的改变，无法从形状上进行优化来延长联轴器的使用寿命，所以我们致力于联轴器的材质优化，从根本上增长联轴器的有效使用寿命。铝合金具有较好的性能。
铝合金是指以铝为基础，加入一定量的添加元素并控制杂质元素含量而组成的合金体系。铝合金兼具高强度、高硬度和重量轻的优点，适合用作结构材料。但是传统铝合金的材质组成和冶炼工艺无法更好的提升合金性能。
针对传统合金硬度低，不耐磨等缺点，公开号104975221a公开了一种火车联轴器制造方法，其火车联轴器具有耐腐蚀性、耐磨性好，屈服强度高，抗冲击能力强、寿命长的优点。然而，合金钢本身较重，且强度和耐蚀性无法满足在复杂环境中使用。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提供更高强度、高硬度、耐腐蚀、防扭曲的可以适应复杂环境的联轴器。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
防扭曲无关节联轴器，所述的联轴器由铝合金制成，所述的铝合金由如下质量百分比的原料组成：浸银竹炭：0.1-0.5％、si：0.05-0.15％、zr：0.1-0.2％、ni：0.04-0.1％、co：0.1-0.2％、余量为al和杂质。
作为优选，所述浸银竹炭的成分由超细竹炭、纳米银颗粒、高岭土粉组成。
进一步优选，所述超细竹炭的含量占浸银竹炭的80-90％、纳米银颗粒占浸银竹炭的5-10％、高岭土粉占浸银竹炭的5-10％。
进一步优选，所述浸银竹炭的纳米银颗粒在超细竹炭上的分布为10-100颗纳米银/mm2竹炭。
本发明在铝合金材质中，特殊加入了浸银竹炭，竹炭本身可以作为碳元素的一种，对铝合金进行辅助增强，而竹炭本身具有良好的导热(散热)、耐高温、耐腐蚀、自润滑、化学稳定性好、热膨胀系数低等一系列的优势，即铝合金可以通过竹炭本身获取这些优点。但是竹炭本身的机械强度较低，且内部带有少量的气孔，会降低铝合金的强度，所以在竹炭的基础上，本发明增加了辅助添加剂——高岭土粉，高岭土的主要材质为铝、硅等的氧化物及组合物，是制备陶瓷的主要原料，作为添加剂加入到竹炭中，不仅可以填充竹炭的内部气孔，提升竹炭的强度，同时提升合金的耐磨、抗氧化性能，并具有补强的效果。同时，本发明还对竹炭进行浸银处理，由于高岭土粉只能部分填充竹炭内部气孔，且填充强度较弱，这里通过浸银的方式进行气孔填塞，最大限度增加竹炭的密实程度，并使得浸银竹炭材料提升与合金的契合度。
而且，浸银竹炭会增强zr元素的晶粒细化效果，晶粒细化的直观体现便是合金的致密程度及抗热震性的提升。联轴器在实际运行过程中，不仅需要保持旋转，同时杆的强度和韧性也需要超过一般的合金，这里需要co元素的联合强化，形成多元素合金相组织。
本发明在合理选用材料配比的同时还提供了另一种技术方案：
防扭曲无关节联轴器的制备方法，包括如下步骤：
(1)前处理：按上述原料进行称取，将超细竹炭进行真空预加热，再将高岭土粉均匀铺洒于竹炭表面，继续加热并加压形成复合竹炭，然后将纳米银沉积于复合竹炭表面，自然冷却、破碎得浸银竹炭颗粒；
(2)冶炼：将除浸银竹炭外的所有材料混合熔融形成合金液，自然冷却至半固态，将浸银碳颗粒均匀铺洒在半固态合金表面并压入，继续加热至合金呈液态并充分混合，冷却得合金块；
(3)制粉成型：将合金块进行循环氢化-去氢化处理形成合金粉末，将粉末填入模具中压制成联轴器半成品；
(4)成品：将联轴器半成品烧结后热处理得联轴器成品。
本发明在联轴器的制备过程中，利用真空沉积的方法将银沉积于竹炭表面，再依靠加压的方式，将银压入竹炭内部，起到充分填实气孔的效果，显著增大了浸银竹炭的密度，进而提升了合金的致密程度，提升合金的综合性能。而采用粉末冶金的方法进行联轴器的制备，如何获取合适的粉末粒径，对成型烧结的产品性能造成较大的影响。本发明采用循环氢化-去氢化的制粉工艺，不仅获得合适联轴器的颗粒大小，同时能显著降低合金中存在的杂质元素含量。本发明优选对合金块在650℃，0.5mpa的条件下，循环5次获得粒径在10-50μm，o含量低于2000μg/g、h含量低于20μg/g的优质合金粉，最终形成综合性能好的联轴器。一体成型的联轴器不需要中间的连接节点，避免联轴器在使用过程中因为使用频率、使用环境的变化而发生扭曲甚至断裂。
作为优选，步骤(1)所述真空预加热的温度为竹炭表面出现黏滑态碳石墨的温度。
作为优选，步骤(1)所述加压的压力为3-5个大气压。
在竹炭表面出现黏滑态时，其实已经有部分竹炭石墨化，提升竹炭自身的自润滑性能，并提供高岭土进入竹炭内部的途径，且使得银在较小的施加压力下更好的渗入气孔中去。
作为优选，步骤(3)所述循环氢化-去氢化处理的次数为3-9次。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明中的竹炭本身可以作为碳元素的一种，对铝合金进行辅助增强，而竹炭本身具有良好的导热(散热)、耐高温、耐腐蚀、自润滑、化学稳定性好、热膨胀系数低等一系列的优势。
(2)本发明的高岭土作为添加剂加入到竹炭中，不仅可以填充竹炭的内部气孔，提升竹炭的强度，同时提升合金的耐磨、抗氧化性能，并具有补强的效果。
(3)本发明还对竹炭进行浸银处理，通过浸银的方式进行气孔填塞，最大限度增加竹炭的密实程度，并使得浸银竹炭材料提升与合金的契合度。
(4)本发明采用循环氢化-去氢化的制粉工艺，不仅获得合适联轴器合金的颗粒大小，同时能显著降低合金中存在的杂质元素含量。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
配料：按上述铝合金配比称取原料，包括浸银竹炭：0.3％、si：0.1％、zr：0.15％、ni：0.07％、co：0.15％、余量为al和杂质，其中浸银竹炭由含量占浸银竹炭的85％的超细竹炭、含量占浸银竹炭的8％的纳米银颗粒、含量占浸银竹炭的7％的高岭土粉组成，且纳米银颗粒在超细竹炭上的分布为50颗纳米银/mm2竹炭；
前处理：将超细竹炭进行真空预加热至竹炭表面出现黏滑态碳石墨，再将高岭土粉均匀铺洒于竹炭表面，继续加热并加4个大气压形成复合竹炭，然后将纳米银沉积于复合竹炭表面，自然冷却、破碎得浸银竹炭颗粒；
冶炼：将除浸银竹炭外的所有材料混合熔融形成合金液，自然冷却至半固态，将浸银碳颗粒均匀铺洒在半固态合金表面并压入，继续加热至合金呈液态并充分混合，冷却得合金块；
制粉成型：将合金块加热至650℃，控制压力0.5个大气压，进行5次循环氢化-去氢化处理形成合金粉末，将粉末填入模具中压制成联轴器半成品；
成品：将联轴器半成品烧结后热处理得联轴器成品。
实施例2
配料：按上述铝合金配比称取原料，包括浸银竹炭：0.1％、si：0.05％、zr：0.1％、ni：0.04％、co：0.1％、余量为al和杂质，其中浸银竹炭由含量占浸银竹炭的80％的超细竹炭、含量占浸银竹炭的10％的纳米银颗粒、含量占浸银竹炭的10％的高岭土粉组成，且纳米银颗粒在超细竹炭上的分布为10颗纳米银/mm2竹炭；
前处理：将超细竹炭进行真空预加热至竹炭表面出现黏滑态碳石墨，再将高岭土粉均匀铺洒于竹炭表面，继续加热并加4个大气压形成复合竹炭，然后将纳米银沉积于复合竹炭表面，自然冷却、破碎得浸银竹炭颗粒；
冶炼：将除浸银竹炭外的所有材料混合熔融形成合金液，自然冷却至半固态，将浸银碳颗粒均匀铺洒在半固态合金表面并压入，继续加热至合金呈液态并充分混合，冷却得合金块；
制粉成型：将合金块加热至650℃，控制压力0.5个大气压，进行5次循环氢化-去氢化处理形成合金粉末，将粉末填入模具中压制成联轴器半成品；
成品：将联轴器半成品烧结后热处理得联轴器成品。
实施例3
配料：按上述铝合金配比称取原料，包括浸银竹炭：0.5％、si：0.15％、zr：0.2％、ni：0.1％、co：0.2％、余量为al和杂质，其中浸银竹炭由含量占浸银竹炭的90％的超细竹炭、含量占浸银竹炭的5％的纳米银颗粒、含量占浸银竹炭的5％的高岭土粉组成，且纳米银颗粒在超细竹炭上的分布为100颗纳米银/mm2竹炭；
前处理：将超细竹炭进行真空预加热至竹炭表面出现黏滑态碳石墨，再将高岭土粉均匀铺洒于竹炭表面，继续加热并加4个大气压形成复合竹炭，然后将纳米银沉积于复合竹炭表面，自然冷却、破碎得浸银竹炭颗粒；
冶炼：将除浸银竹炭外的所有材料混合熔融形成合金液，自然冷却至半固态，将浸银碳颗粒均匀铺洒在半固态合金表面并压入，继续加热至合金呈液态并充分混合，冷却得合金块；
制粉成型：将合金块加热至650℃，控制压力0.5个大气压，进行5次循环氢化-去氢化处理形成合金粉末，将粉末填入模具中压制成联轴器半成品；
成品：将联轴器半成品烧结后热处理得联轴器成品。
实施例4
配料：按上述铝合金配比称取原料，包括浸银竹炭：0.3％、si：0.1％、zr：0.15％、ni：0.07％、co：0.15％、余量为al和杂质，其中浸银竹炭由含量占浸银竹炭的85％的超细竹炭、含量占浸银竹炭的8％的纳米银颗粒、含量占浸银竹炭的7％的高岭土粉组成，且纳米银颗粒在超细竹炭上的分布为50颗纳米银/mm2竹炭；
前处理：将超细竹炭进行真空预加热至竹炭表面出现黏滑态碳石墨，再将高岭土粉均匀铺洒于竹炭表面，继续加热并加3个大气压形成复合竹炭，然后将纳米银沉积于复合竹炭表面，自然冷却、破碎得浸银竹炭颗粒；
冶炼：将除浸银竹炭外的所有材料混合熔融形成合金液，自然冷却至半固态，将浸银碳颗粒均匀铺洒在半固态合金表面并压入，继续加热至合金呈液态并充分混合，冷却得合金块；
制粉成型：将合金块加热至600℃，控制压力0.3个大气压，进行3次循环氢化-去氢化处理形成合金粉末，将粉末填入模具中压制成联轴器半成品；
成品：将联轴器半成品烧结后热处理得联轴器成品。
实施例5
配料：按上述铝合金配比称取原料，包括浸银竹炭：0.3％、si：0.1％、zr：0.15％、ni：0.07％、co：0.15％、余量为al和杂质，其中浸银竹炭由含量占浸银竹炭的85％的超细竹炭、含量占浸银竹炭的8％的纳米银颗粒、含量占浸银竹炭的7％的高岭土粉组成，且纳米银颗粒在超细竹炭上的分布为50颗纳米银/mm2竹炭；
前处理：将超细竹炭进行真空预加热至竹炭表面出现黏滑态碳石墨，再将高岭土粉均匀铺洒于竹炭表面，继续加热并加5个大气压形成复合竹炭，然后将纳米银沉积于复合竹炭表面，自然冷却、破碎得浸银竹炭颗粒；
冶炼：将除浸银竹炭外的所有材料混合熔融形成合金液，自然冷却至半固态，将浸银碳颗粒均匀铺洒在半固态合金表面并压入，继续加热至合金呈液态并充分混合，冷却得合金块；
制粉成型：将合金块加热至700℃，控制压力0.7个大气压，进行9次循环氢化-去氢化处理形成合金粉末，将粉末填入模具中压制成联轴器半成品；
成品：将联轴器半成品烧结后热处理得联轴器成品。
实施例6
与实施例1的区别仅在于，实施例6铝合金原料中浸银竹炭的含量为0.05％。
实施例7
与实施例1的区别仅在于，实施例7铝合金原料中浸银竹炭的含量为0.55％。
实施例8
与实施例1的区别仅在于，实施例8浸银竹炭的纳米银颗粒在超细竹炭上的分布为9颗纳米银/mm2竹炭。
实施例9
与实施例1的区别仅在于，实施例9浸银竹炭的纳米银颗粒在超细竹炭上的分布为101颗纳米银/mm2竹炭。
实施例10
与实施例1的区别仅在于，实施例10超细竹炭加热时表面未出现黏滑态碳石墨。
实施例11
与实施例1的区别仅在于，实施例11超细竹炭加热后完全呈黏滑态碳石墨。
实施例12
与实施例1的区别仅在于，实施例12循环氢化-去氢化处理的次数为1次。
实施例13
与实施例1的区别仅在于，实施例13循环氢化-去氢化处理的次数为10次。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，对比例1的铝合金成分中不含浸银竹炭。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，对比例2的浸银竹炭中不含高岭土粉。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，对比例3直接将浸银竹炭与其他原料混合熔融形成合金块。
对比例4
与实施例1的区别仅在于，对比例4不对合金块进行循环氢化-去氢化处理。
将实施例1-13及对比例1-4的联轴器进行测试，测试其强度、伸长率、耐腐蚀性和硬度，结果如表1所示：
表1：实施例1-13及对比例1-4中联轴器的性能
表中耐蚀性数据是指联轴器表面出现蚀点的时间，而材料和工艺上的变化会对产品的性能造成较大的影响。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。