专利名称：铝青铜的制作方法
技术领域：
本发明涉及用作同步环(synchronising ring)的铝青铜。
背景技术：
铝青铜由于在力学性能、耐蚀、耐磨方面的良好性能是一种很有价值的结构材料，尤其在流体中也是如此。
例如德国专利说明书2621602号揭示的一种含4-12％(重量)铝、从痕量到最高1％固溶的Si和/或Be和4.2-10％硅化铁、剩余部分是铜的铝青铜。当使用铍时，用不结合于硅化铁的最高达6％的铁是可行的，该合金还可以含有量最高7％的镍，在该已知合金的情况下，抗拉强度和高伸长百分数问题是最引人注意的。它可以用于轧机、机器工具等中的滑动或普通轴承构件。
德国专利说明书2458379号揭示了用作酸洗钩材料的成份为3-12％Al、3-6％Fe、4-7％Ni和0.3-0.5％Si，剩余部分是铜的一种铝青铜。关于此合金的重要考虑是对侵蚀性液体的高水平抗力，从而具有高水平的耐蚀性。
在处于此种技术现状的讨论中，耐磨性这个术语总是用以表示由于侵蚀使材料以低量去除。
与其他铜合金相比，例如各种黄铜，铝青铜具有由于所用的铝使部件重量降低成为可能。该类合金由于铝所引起的保护层而抗氧化。此外铝青铜是耐磨的滑动或普通轴承材料从而可以承载高水平负荷，并且他们的高强度导致由于良好的滑动性质而使磨损率降低。此外铝青铜可以令人满意地加以焊接。
发明内容
目前，本发明的目的是提供与已知铝青铜相比同时具有高水平的摩擦磨损抗力并具有高摩擦系数，以用于与同步环相关的领域。
为了达到该目的，本发明提出了一种包含7.5-9.5％Al、7-9.5％Fe、7-11％Ni、1.5-4％Si、剩余部分是铜和通常杂质总量为1％的合金。所有含量均以重量百分数计。
对本发明重要的是足够的硅再加上高的铁和镍含量的存在，从而能给出硬的金属间化合物，享有高水平的耐摩擦磨损性。
与此发明相适应，一种有益的发展提供了一种含有8-9％Al、8-9％Fe、7-10％Ni和3-4％Si、剩余部分是铜和通常杂质总量为1％的合金。该成分的合金使其实现有关耐磨性的价值成为可能，从而实质上高于同步环迄今所用的那些黄铜材料。此外所述合金具有高于那些已知材料方面通常的摩擦系数数值，从而使此发明在大致可比的成本下，对迄今用于同步环的黄铜材料来说作出了相当大的进步。
为了改善易切削性，作为所建议的铝青铜的发展，提出了加入最高达0.5％铅。
作为实例，生产了以下叙述的三种合金。第一种合金含有69.9％Cu、8.5％Al、8.2％Fe、9.4％Ni和3.5％Si。该合金具有1280千米/克的耐磨性和0.125的摩擦系数。额定的耐磨性规定为同步环上材料直到去除1克时的千米数。
第二种合金含有71.6％Cu、7.9％Al、8.5％Fe、7.4％Ni和3.5％Si。测量了从由其制得的同步环上的耐磨性为1530千米/克和摩擦系数为0.140。
第三种合金含有71.5％Cu、8.8％Al、6.0％Fe、93％Ni和3.5％Si。发现耐磨性为1320千米/克和摩擦系数为0.115。如前所述，硅是引起硬的耐磨金属间化合物相形成的原因。没有游离硅出现在固溶体中，而是与铁和镍结合。铁和镍还促进时效硬化过程。
所叙述的合金在铸造温度1120到1180℃下连续浇注；然后完成空冷，冷却速率不重要。重新开始加热后，在800到900℃温度下通过挤压实现热成形工序，继后重新空冷，最后在790到890℃温度下重新加热后，施行落锤模锻并使合金再次冷却。
与黄铜合金对比，铝青铜适宜于时效硬化以提高强度；如有必要那样，在锻造此合金之后继续进行如下工序也可能是另一种办法a)在890℃下进行扩散退火作业1小时，继之以淬火，最好是水淬，然后在490℃温度下再次回火1小时并完结空冷。
b)锻造作业后成冷却状态之后，取消扩散退火工序，在330℃下进行6小时的时效处理，要不就在410℃下进行3小时的处理，继后空冷。在该硬化过程中硬度的提高不像以前叙述的过程情况下提高得那样高，但是此工序由于取消了扩散退火步骤因而花费较少。
由于较高的耐磨性，除了在同步环摩擦表面上使材料的去除减少以外，较高的耐磨性还会使同步环的锁齿上的磨损减少。
金属间化合物相的形状大致呈球状，这从合金的韧性和塑性观点看是有益的。
权利要求
1.一种铝青铜，包含7.5-9.5％Al、7-9.5Fe、7-11％Ni、1.5-4％Si、剩余部分为铜和总量为1％的通常杂质，具有高水平的耐磨性和高摩擦系数，作为用于同步环的一种材料。
2.按照权利要求1的铝青铜，其特征在于其组成中含8-9％Al、8-9％Fe、7-10％Ni和3-4％Si，剩余部分铜和通常杂质总量1％。
3.按照权利要求1或2的铝青铜，其特征在于它含有最高达0.5％的Pb。
全文摘要
本发明涉及成分为7.5－9.5％Al、7－9.5％Fe、7－11％Ni、1.5－4％Si、剩余部分铜和通常杂质含量总量1％以下的铝青铜。此合金具有高水平的耐摩擦磨损性和高摩擦系数并用于与同步环相关的领域。
文档编号C22C9/06GK1400326SQ02124849
公开日2003年3月5日 申请日期2002年6月21日 优先权日2001年7月27日
发明者K·利比格, J·莱克斯尔 申请人:迪尔金属合作两合公司