一种耐磨铝合金及其生产方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种耐磨铝合金及其生产方法，属于合金制造领域。
【背景技术】
[0002] 压铸件是一种压力铸造的零件，是使用装好铸件模具的压力铸造机械压铸机，将 加热为液态的铜、锌、铝或锌合金等金属浇入压铸机的入料口，经压铸机压铸，铸造出模具 限制的形状和尺寸的铜、锌、铝零件或锌合金零件，这样的零件通常就被叫做压铸件。压铸 件在不同的地方有不同的叫法，如压铸零件、压力铸件、压铸件、压铸铝、压铸锌件、压铸铜 件、铜压铸件、锌压铸件、铝压铸件铝压铸件、铝压合金铸件、锌合金压铸零件等。由于金属 铜、锌、铝及锌合金具有很好的流动性和可塑性，而且铸造加工是在有压力的压铸机中铸 造，因此铝压铸件可以做出各种较复杂的形状，也可作出较高的精度和光洁度，从而很大程 度的减少了铸件的机械加工量和金属铜、锌、铝或锌合金的铸造余量，不仅节约了电力、金 属材料、还大大节约了劳动成本;而铜、锌、铝及锌合金具有优良的导热性，较小的比重和高 可加工性;从而压铸件被广泛应用于汽车制造、内燃机生产、摩托车制造、电动机制造、油栗 制造、传动机械制造、精密仪器、园林美化、电力建设、建筑装饰等各个行业。
[0003]现有压铸用合金材料通常包括铝、铁、铜、锌等成分，由于合金中各元素的含量不 同，因此各元素在合金中空间分布差异较大，导致各合金综合性能不同，特别是力学性能上 差异较大。铸造过程容易出现疏松、偏析等缺陷，并且其使用温度也较低，常常由于重载条 件下摩擦磨损所产生的大量放热使得零部件温度过热而难以使用。
【发明内容】
[0004]为克服上述不足，本发明目的提供一种适用于高温重载工作的铝合金及其制备方 法，该铝合金硬度高、耐磨性好。
[0005]本发明的方案如下：一种耐磨铝合金，由以下按照质量百分比的成分组成： 铁3·2-4·15%、锌10·2-11·2%、铜9·66-10·15%、铱1·25-1·5%、钨0·44-0·62%、铒0·28-0 · 35%、钌1 · 02-1 · 22%，钴0 · 33-0 · 89%，余量为铝。
[0006]进一步，由以下按照质量百分比的成分组成： 铁3·55-4·05%、锌10·35-10·89%、铜9·87-10·02%、铱1·33-1·48%、钨0·52-0·59%、铒 0 · 29-0 · 33%、钌1 · 08-1 · 17%，钴0 · 42-0 · 75%，余量为铝。
[0007] 进一步，由以下按照质量百分比的成分组成：铁3.89%、锌10.65%、铜9.99%、铱 1 · 42%、钨 0· 57%、铒 0· 31%、钌1 · 12%，钴 0· 55%，余量为铝。
[0008] -种的耐磨铝合金的制备方法，包括以下步骤： 1)将铁、锌、铜、妈、错、依放入真空熔炼炉坩埚中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，开始升温， 待温度升至840-950°C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4X104Pa;然后继 续升温至1250-1320°C，形成合金液，在合金液中充入惰性气体并搅拌30-40分钟，将合金液 冷却，得到中间合金； 2) 将中间合金与铒、舒、钴加入到真空熔炼炉坩埚中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，开始升 温，待温度升至840-950°C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4X104Pa;然 后继续升温至1250-1320°C，待合金完全溶解，精炼静置25-35分钟后，检验熔体成分合格后 即得精炼液； 3) 将精炼液降温至650-700°C后压铸到经过预热至250-275°C的模具型腔中，其中充型 开始时的精炼液熔体流速为〇. 35m/s、铸造压力为77MPa，充型率超过62 %后，提高精炼液的 熔体流速至2.1m/s、铸造压力为102MPa，直至充型压铸结束； 4) 热处理:将压铸铸件在415°C条件下均匀化28-32h后水淬至室温后，再升温至165-175°C进行12-15h的时效处理，即得铝合金。
[0009] 本发明中各成分及含量的合理配置，保证铝合金具有足够的力学性能，特别是适 用于重载、高温使用环境下的力学性能，同时优化选取了压铸的工艺参数和精炼时惰性气 体压力参数，提高其合金力学性能。本发明不但具有优异的常温力学性能，即便在超过150 °C的条件下仍能满足使用要求，特别适用于制备高温重载工作条件下的压铸件。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0011] 实施例1 一种耐磨铝合金，由以下按照质量百分比的成分组成:铁3.89%、锌10.65%、铜9.99%、铱 1 · 42%、钨 0· 57%、铒 0· 31%、钌1 · 12%，钴 0· 55%，余量为铝。
[0012] 一种的耐磨铝合金的制备方法，包括以下步骤： 1) 将铁、锌、铜、妈、错、依放入真空熔炼炉坩埚中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，开始升温， 待温度升至865°C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4X104Pa;然后继续升 温至1280°C，形成合金液，在合金液中充入惰性气体并搅拌35分钟，将合金液冷却，得到中 间合金； 2) 将中间合金与铒、舒、钴加入到真空熔炼炉坩埚中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，开始升 温，待温度升至865°C°C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4X104Pa;然后 继续升温至1280°C，待合金完全溶解，精炼静置26分钟后，检验熔体成分合格后即得精炼 液； 3) 将精炼液降温至680°C后压铸到经过预热至260°C的模具型腔中，其中充型开始时的 精炼液熔体流速为0.35m/s、铸造压力为77MPa，充型率超过62 %后，提高精炼液的熔体流速 至2.1m/s、铸造压力为102MPa，直至充型压铸结束； 4) 热处理:将压铸铸件在415°C条件下均匀化30h后水淬至室温后，再升温至170°C进行 13h的时效处理，即得铝合金。
[0013] 实施例2 一种压铸用的锌合金，由以下按照质量百分比的成分组成：铁3.99%、锌10.65%、铜10 %、铱 1 · 35%、钨0 · 56%、铒0 · 315%、钌 1 · 12%，钴0 · 51 %，余量为铝。
[0014] 制备方法同实施例1。
[0015] 实施例3 一种耐磨铝合金，由以下按照质量百分比的成分组成:铁3.56%、锌10.45%、铜9.85%、铱 1 · 38%、钨Ο· 48%、铒Ο· 31 %、钌 1 · 09%，钴Ο· 55%，余量为铝。
[0016]制备方法同实施例1。
[0017] 实施例4 一种耐磨铝合金，由以下按照质量百分比的成分组成： 铁4.12%、锌11 · 1%、铜 9 · 97%、铱1 · 41%、钨 0· 5%、铒0· 29%、钌 1 · 12%，钴 0· 52%，余量为铝。
[0018]制备方法同实施例1。
[0019] 实施例5 一种耐磨铝合金，由以下按照质量百分比的成分组成： 铁3·89%、锌10·99%、铜9·66-10·15%、铱1·25-1·5%、钨0·4