支座专用滑动合金材料、合金滑动结构件及其制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种支座专用滑动合金材料、合金滑动结构件及其制造方法。以该合金材料的总重量为基准，其成分组成包括：硅0.9?1.5％、铁≤0.50％、铜≤0.10％、锰0.60?1.1％、镁0.8?1.3％、铬≤0.25％、锌≤0.20％、钛≤0.1％以及铝余量。该结构件是采用上述特定成分组成的合金材料经过热处理、拉伸去除应力、双级时效及滑动面等线速度滚压处理等步骤制造得到的。该结构件为一体的结构件，其力学性能、机械性能、耐磨性、滑动面粗糙度、耐腐蚀性，及与聚四氟乙烯滑板或改性超高分子量聚乙烯滑板等的滑动摩擦系数，均优于国家相关技术标准要求，且其屈服强度为280MPa以上，滑动面的粗糙度Ra为1.0μm以下。
【专利说明】
支座专用滑动合金材料、合金滑动结构件及其制造方法
技术领域
[0001]本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种支座专用滑动合金材料、支座专用合金滑动结构件及其制造方法，该合金滑动结构件可以用于桥梁和建筑等领域的支座中。
【背景技术】
[0002]支座中的滑动结构件，如球型支座滑动结构件(即中间板或球冠衬板)，目前有三种:一、在碳钢球面表面镀一层铬达到防腐的目的。通过抛光镀铬层来保证表面粗糙度Ra〈
1.6μπι。整个中间板为“非一体部件”。镀铬层需要打磨，在边角处碳钢易出现裸露而导致部件防腐失效，打磨后的镀铬层基本上都达不到厚度大于ΙΟΟμπι的技术要求，成本高，需要第三方镀铬，污染环境。这个方案已经基本被淘汰。二、在碳钢球面包裹镜面不锈钢，与碳钢接口处焊接连接。镜面不锈钢板粗糙度Ra〈0.8μπι。整个球冠衬板为“非一体部件”，在使用过程中，由于不锈钢屈服强度较低，易起鼓，会导致转动不灵活等问题。此外，在碳钢与不锈钢板的焊接口，焊接材料会产生化学和电化学腐蚀，焊条质量焊工水平等因素有导致脱焊的风险，从而导致结构件防腐失效。三、欧洲支座标准ΕΝ1337-2包含有铝合金材料作为滑动结构件的相关内容:招合金Al_Mg6M或Al-Si7MgTF表面阳极电镀铝层，整个球冠衬板为非一体部件，通过抛光氧化膜来保证表面粗糙度符合要求。由于材质成分问题及没有恰当的热处理工艺和拉伸去应力问题，导致铝合金滑动结构件强度低和耐磨性差等问题。同时，电镀层脱落会导致腐蚀问题，镀膜过程污染环境，不适于推广使用。也由于上述种种原因，该铝合金滑动结构件在中国国内没有技术标准及应用。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种支座专用滑动合金材料、一种支座专用合金滑动结构件及其制造方法。本发明提供的支座专用合金滑动结构件为一体的结构件，具有较好的力学性能、机械性能、耐磨性、滑动面粗糙度及耐腐蚀性等性能。
[0004]为达到上述目的，本发明首先提供了一种支座专用滑动合金材料，以所述支座专用滑动合金材料的总重量为基准，其成分组成包括:硅0.9-1.5 %、铁< 0.50 %、铜<
0.10%、锰0.60-1.1%、镁0.8-1.3%、铬 <0.25%、锌 <0.20%、钛 <0.1% 以及铝余量。
[0005]本发明提供的合金材料通过在以铝中添加硅、铬、锌、锰、镁、钛等成分，并优化各成分的比例，能够提高以该合金材料制备得到的合金结构件的机械强度、机加工性能和耐腐蚀性等性能。
[0006]根据本发明的【具体实施方式】，优选地，上述支座专用滑动合金材料可以通过以下步骤制造得到:按照成分组成选取并称量原材料，然后进行熔炼、精炼和铸造，制备得到铸锭，即为所述的支座专用滑动合金材料。
[0007]根据本发明的【具体实施方式】，优选地，在上述制造步骤中，按照成分组成选取并称量原材料是按照成分组成选取并称量纯铝块、铝铁块、铝铜块、铝锰块、铝镁块、铝铬块、铝锌块以及铝钛块，并且这些金属块或合金块可以为小块的铸锭。
[0008]根据本发明的【具体实施方式】，优选地，在上述制造步骤中，所述熔炼的步骤包括:将选取并称量后原材料在740-760 °C进行熔炼，得到铝合金熔液。本发明对于熔炼的时间或速度不做限定，本领域技术人员可以根据采用的熔炼炉的不同进行常规的调节，只要使所述原材料熔化均匀即可。
[0009]根据本发明的【具体实施方式】，优选地，在上述制造步骤中，所述精炼的步骤包括:将熔炼得到的铝合金熔液在735-745°C精炼10-20分钟，然后在735-745°C静置25-35分钟，得到精炼后的铝合金熔液。在本发明中，在熔炼之后，可以对铝合金熔液搅拌几次以使铝合金熔液更为均匀(对于搅拌的速度和时间不做限制，可以由本领域技术人员进行常规的调节)，然后再转入静置炉中进行精炼。并且，所述精炼可以在氮气气氛下进行，氮气的压力可以为1-2个标准大气压力，并且在精炼时可以使用氮气进行喷粉(即喷入精炼剂)，喷粉后可以在合金的表面形成保护层，防止合金氧化。喷粉所用的粉剂可以为本领域常规使用的精炼剂，该精炼剂的使用量可以为进行精炼的铝合金熔液总重量的1_2%。并且在静置时停止喷入氮气和精炼剂。也就是说，所述精炼的步骤可以包括:将熔炼得到的铝合金熔液在735-745°C精炼10-20分钟，在精炼时喷入氮气和精炼剂，氮气的压力为1-2大气压力，精炼剂的使用量为进行精炼的铝合金熔液总重量的1_2%，然后停止喷入氮气和精炼剂，并在735-745 0C静置25-35分钟，得到精炼后的铝合金熔液。
[0010]根据本发明的【具体实施方式】，优选地，在上述制造步骤中，在精炼之后，可以对精炼得到的铝合金熔液进行过滤，以除去熔体中的氧化物、夹渣等，然后再进行铸造。此外，在本发明中，所述铸造可以采用本领域常规的铸造工艺。并且，本发明对于铸造得到的铸锭的规格不做特别限定，可以根据所要制造的结构件产品的尺寸进行常规调整。
[0011]此外，本申请还提供了一种支座专用合金滑动结构件，其为采用上述的支座专用滑动合金材料(即上述的铸锭)通过均匀化退火、热乳、淬火、拉伸、时效、精车及等线速度滚压的处理步骤而制造得到的。
[0012]在上述支座专用合金滑动结构件中，优选地，所述均匀化退火的步骤包括:将上述的支座专用滑动合金材料(即上述的铸锭)在555-565°C保温8-10小时进行均匀化退火处理，得到均匀化退火处理后的铸锭。该均匀化退火处理可以采用离线炉中热处理方式，可以在热处理炉(例如辊底式炉)中进行。本申请采用的合金材料的变形抗力大，而支座专用合金滑动结构件对于其力学性能指标要求高，在采用上述均匀化退火处理后，合金组织发生如下变化:(1)晶内偏析消失;(2)Mg2Si相溶入α(Α1)中，不平衡共晶消失；⑶P(Al9Fe2Si2)相向Ct(Al12Fe3Si2)相转变，并细化含铁相粒子，因而使得制造得到的结构件具有较好的力学性能。
[0013]在上述支座专用合金滑动结构件中，优选地，所述热乳的步骤包括:将均匀化退火处理后的铸锭加热到500-520°C，然后进行热乳(采用热乳机)，乳辊的温度为20-30°C、乳辊粗糙度为12.5μηι以下、乳制速度为lm/s以上、乳制力为800吨以下、乳制道次为15-20道次、总压下率为10%以上，得到热乳板材。其中，将均匀化退火处理后的铸锭加热到500-520°C，可以采用电加热炉，这种加热方式的优点是:(I)加热时间短；(2)温度控制准确，误差不超过± 3 °C。更优选地，进行上述热乳后得到的热乳板材的规格为厚度30-250mm，宽度2.5m以下，长度5m以下。
[0014]在上述支座专用合金滑动结构件中，优选地，所述淬火的步骤包括:将热乳后得到的热乳板材加热到500-540 °C，然后以8-12cm/s的行进速度用10-30 °C的水喷淋使板材的温度降到50 °C以下，得到淬火后的板材。本申请的合金材料的淬火敏感性高，将其热乳板材加热到500-540°C进行硬化处理后再进行淬火，能够使制造得到的结构件具有较好的机械性會K。
[0015]在上述支座专用合金滑动结构件中，优选地，所述拉伸的步骤包括:将淬火后的板材在拉伸道次变形率为1-1.5%的条件下进行拉伸(可以采用拉伸模具进行拉伸)，以去除应力，得到拉伸后的板材。更优选地，在淬火后3小时内进行拉伸。
[0016]在上述支座专用合金滑动结构件中，优选地，所述时效的步骤包括:将拉伸后的板材在170-180°C保温5±0.5小时，然后再在170-180°C保温5±0.5小时，进行双级时效处理，得到时效处理后的板材。通过上述的均匀化退火热处理、拉伸处理、双级时效处理等步骤，能够提高合金板材的机械性能、机加工性能和耐腐蚀性。
[0017]在上述支座专用合金滑动结构件中，优选地，所述精车的步骤包括:将时效处理后的板材进行精车，得到精车后的型材，并且使所述型材为球冠体型材，所述球冠体型材的曲率半径为1m以下，直径为5m以下，且所述球冠体型材的圆形平面的四周留有厚度5-10mm的加工余量。
[0018]在上述支座专用合金滑动结构件中，优选地，所述等线速度滚压的步骤包括:将精车后的球冠体型材的曲面(即滑动面)进行等线速度滚压(可以采用滚压刀进行等线速度滚压)，并控制等线速度滚压过盈量为0.2-0.5mm、滚压速度为700-900转/min、进给量为0.02-
0.05mm，使滚压后的曲面的粗糙度Ra为1.Ομπι以下，得到支座专用合金滑动结构件。等线速度滚压后的曲面呈现“不锈钢化”，表面色泽与力学性能均和镜面不锈钢基本相同，该等线速度滚压工艺封闭与硬化了曲面金属层，降低了表面粗糙度，提高了表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能。
[0019]根据本发明的【具体实施方式】，优选地，本发明提供的支座专用合金滑动结构件的屈服强度为280MPa以上，该结构件的滑动面(即球冠体型材的曲面)的粗糙度Ra为1.Ομπι以下。
[0020]另一方面，本发明还提供了一种支座专用合金滑动结构件的制造方法，其可以为上述支座专用合金滑动结构件的制造方法，该方法包括以下步骤:
[0021 ] (I)配料:以重量百分比计，按照硅0.9-1.5 %、铁< 0.50 %、铜< 0.10 %、锰0.60-
1.1%、镁0.8-1.3%、铬< 0.25%、锌< 0.20 %、钛< 0.1 %以及铝余量的成分组成选取并称量原材料；
[0022](2)熔炼:将选取并称量后的原材料在740_760°C进行熔炼，得到铝合金熔液；
[0023](3)精炼:将熔炼得到的铝合金熔液在735-745°C精炼10-20分钟，然后在735-745°C静置25-35分钟，得到精炼后的铝合金熔液；
[0024](4)铸造:将精炼后的铝合金熔液铸造成型，得到铸锭；
[0025](5)均匀化退火:将铸锭在555-565°C保温8-10小时进行均匀化退火处理，得到均匀化退火处理后的铸锭；
[0026](6)热乳:将均匀化退火处理后的铸锭加热到500-520 °C，然后进行热乳(采用热乳机)，并控制乳棍的温度为20-30°C、乳棍粗糙度为12.5μηι以下、乳制速度为lm/s以上、乳制力为800吨以下、乳制道次为15-20道次、总压下率为1 %以上，得到热乳板材；
[0027](7)淬火:将热乳板材加热到500-540 °C，然后以8-12cm/s的行进速度用10-30 °C的水喷淋使板材的温度降到50°C以下，得到淬火后的板材；
[0028](8)拉伸:将淬火后的板材在拉伸道次变形率为1-1.5%的条件下进行拉伸(可以采用拉伸模具进行拉伸)，以去除应力，得到拉伸后的板材；
[0029](9)时效:将拉伸后的板材在170-180 °C保温5±0.5小时，然后再在170-180 °C保温5 ± 0.5小时，进行双级时效处理，得到时效处理后的板材；
[0030](10)精车:将时效处理后的板材进行精车，得到精车后的型材，并且使所述型材为球冠体型材，所述球冠体型材的曲率半径为1m以下，直径为5m以下，且所述球冠体型材的圆形平面的四周留有厚度5-10mm的加工余量；
[0031](11)等线速度滚压:将精车得到的球冠体型材的曲面(即滑动面)进行等线速度滚压(可以采用滚压刀进行等线速度滚压)，并控制等线速度滚压过盈量为0.2-0.5_、滚压速度为700-900转/min、进给量为0.02-0.05mm，使等线速度滚压后的曲面的粗糙度Ra为1.Ομπι以下，得到所述的支座专用合金滑动结构件。
[0032]在上述制造方法中，优选地，选取并称量的原材料包括纯铝块、铝铁块、铝铜块、铝锰块、铝镁块、铝铬块、铝锌块以及铝钛块，并且这些金属块或合金块可以为小块的铸锭。
[0033]在上述制造方法中，本发明的对于熔炼的时间或速度不做限定，本领域技术人员可以根据采用的熔炼炉的不同进行常规的调节，只要使所述原材料熔化均匀即可。
[0034]在上述制造方法中，在熔炼之后，可以对铝合金熔液搅拌几次以使铝合金熔液更为均匀(对于搅拌的速度和时间不做限制，可以由本领域技术人员进行常规的调节)，然后再转入静置炉中进行精炼。并且，所述精炼可以在氮气气氛下进行，氮气的压力可以为1-2个标准大气压力，并且在精炼时可以使用氮气进行喷粉(即喷入精炼剂)，喷粉后可以在合金的表面形成保护层，防止合金氧化。喷粉所用的粉剂可以为本领域常规使用的精炼剂，该精炼剂的使用量可以为进行精炼的铝合金熔液总重量的1_2%。并且在静置时停止喷入氮气和精炼剂。也就是说，所述精炼的步骤可以包括:将熔炼得到的铝合金熔液在735-745 0C精炼10-20分钟，在精炼时喷入氮气和精炼剂，氮气的压力为1-2大气压力，精炼剂的使用量为进行精炼的铝合金熔液总重量的1_2%，然后停止喷入氮气和精炼剂，并在735-745°C静置25-35分钟，得到精炼后的铝合金熔液。
[0035]在上述制造方法中，在精炼之后，可以对精炼得到的铝合金熔液进行过滤，以除去熔体中的氧化物、夹渣等，然后再进行铸造。此外，在本发明中，所述铸造可以采用本领域常规的铸造工艺。并且，本发明对于铸造得到的铸锭的规格不做特别限定，可以根据所要制造的结构件产品的尺寸进行常规调整。
[0036]在上述制造方法中，所述的均匀化退火处理可以采用离线炉中热处理方式，可以在热处理炉(例如辊底式炉)中进行。
[0037]在上述制造方法中，优选地，将均匀化退火处理后的铸锭加热到500-520°C可以采用电加热炉。
[0038]在上述制造方法中，优选地，所述热乳板材的规格为厚度30_250111111，宽度2.5111以下，长度5m以下。
[0039]在上述制造方法中，优选地，在淬火后3小时内进行拉伸。
[0040]本发明提供了一种支座专用滑动合金材料(牌号:ZHH-T651)、一种支座专用合金滑动结构件及其制造方法。本发明提供的支座专用合金滑动结构件采用具有特定成分组成的合金材料经过热处理、拉伸去除应力、双级时效及滑动面等线速度滚压处理等步骤制造得到，该结构件为一体的结构件(即同一材质整体结构件)，其力学性能、机械性能、耐磨性、滑动面粗糙度、耐腐蚀性，及与聚四氟乙烯滑板或改性超高分子量聚乙烯滑板等的滑动摩擦系数，均优于国家相关技术标准要求。本发明提供的支座专用合金滑动结构件的屈服强度为280MPa以上，该结构件的滑动面(即球冠体型材的曲面)的粗糙度Ra为1.Ομπι以下，其具有较高的强度、韧性以及耐腐蚀性等性能。
[0041]本发明解决了长期困扰支座滑动结构件不为一体及不耐腐蚀等一系列问题，本发明规避了镀铬层方案、包裹不锈钢板方案及铝合金阳极氧化层方案这三个方案的先天不足与后天安全隐患问题，技术先进，使用安全，耐腐蚀性突出，使用寿命可达50年以上，成本只略高于目前使用的三个方案，具有较高的经济效益与社会效益，并且不存在环境污染问题。本发明提供的支座专用合金滑动结构件可以放在空气中、含有氯、氟的工业环境中及海水中使用，并且适合作为铁路、公路及房屋等各类支座中与聚四氟乙烯板或/和超高分子量聚乙烯板等对磨的滑动结构件，因此，该支座滑动结构件具有广泛的应用前景。
【附图说明】
[0042]图1为本发明的提供的支座专用合金滑动结构件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0043]为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0044]实施例1
[0045]本实施例提供了一种支座专用合金滑动结构件，其是按照以下步骤制造得到的:
[0046](I)配料:以重量百分比计，按照硅0.9%、铁0.50%、铜0.10%、锰0.6%、镁0.8%、铬0.25%、锌0.20%、钛0.1 %以及铝余量的成分组成选取并称量小块的纯铝块、铝铁块、铝铜块、招猛块、招儀块、招络块、招梓块以及招钦块；
[0047](2)熔炼:将选取并称量后的原材料送入熔炼炉中在740 0C进行熔炼，得到铝合金熔液，之后，对铝合金熔液搅拌两次以上以使铝合金熔液更为均匀(对于搅拌的速度和时间不做限制，可以由本领域技术人员进行常规的调节)；
[0048](3)精炼:将熔炼得到的铝合金熔液转入静置炉中，使用氮气喷入精炼剂，在735°C以及氮气气氛下精炼15分钟，氮气的压力为1.5个标准大气压力，停止喷入氮气和精炼剂，然后在735°C静置30分钟，得到精炼后的铝合金熔液；
[0049]其中，所使用的精炼剂为成都居里冶金材料有限公司生产的JLAJl;该精炼剂的使用量为转入静置炉中的进行精炼的铝合金熔液总重量的1%;
[0050]在精炼之后，对精炼得到的铝合金熔液进行过滤(例如可以在静置炉炉口与铸模之间设置过滤装置)，以除去熔体中的氧化物、夹渣等，然后再进行铸造；
[0051 ] (4)铸造:将精炼后的铝合金熔液铸造成型，得到铸锭；
[0052](5)均匀化退火:将铸锭转入辊底式炉中在555 V保温9小时进行均匀化退火处理，得到均匀化退火处理后的铸锭；
[0053](6)热乳:采用电加热炉将均匀化退火处理后的铸锭加热到500°C，然后采用热乳机进行热乳，并控制乳棍的温度为23°C、乳棍粗糙度为ΙΟμπι、乳制速度为lm/s、乳制力为700吨、乳制道次为18道次、总压下率为45%，得到热乳板材，该热乳板材的规格为厚度50mm，宽度2.5m，长度5m;
[0054](7)淬火:将热乳板材加热到540°C，然后以lOcm/s的行进速度用15°C的水喷淋使板材的温度降到50°C以下，得到淬火后的板材；
[0055](8)拉伸:在淬火后3小时内，将淬火后的板材在拉伸道次变形率为I %的条件下进行拉伸(可以采用拉伸模具进行拉伸)，以去除应力，得到拉伸后的板材；
[0056](9)时效:将拉伸后的板材在170°C保温5小时，然后再在170 V保温5小时，进行双级时效处理，得到时效处理后的板材；
[0057](10)精车:将时效处理后的板材进行精车，得到精车后的型材，并且使所述型材为球冠体型材，所述球冠体型材的曲率半径为0.7m，直径为0.4m，且所述球冠体型材的圆形平面的四周留有厚度5mm的加工余量；
[0058](11)等线速度滚压:将精车得到的球冠体型材的曲面(即滑动面)进行等线速度滚压(可以采用滚压刀进行等线速度滚压)，并控制等线速度滚压过盈量为0.3mm、滚压速度为700转/min、进给量为0.02mm，使等线速度滚压后的曲面的粗糙度Ra为1.Ομπι以下，得到所述的支座专用合金滑动结构件，该结构件的结构如图1所示。
[0059]经测试，该支座专用合金滑动结构件的屈服强度为280MPa，滑动面的粗糙度Ra为
0.8μπι。采用该支座专用合金滑动结构件与改性超高分子量聚乙烯滑板在45MPa的压力、15mm/s的滑动速度以及润滑的条件下进行摩擦实验，结果为:该改性超高分子量聚乙烯滑板的磨损率不大于15ym/km。采用该支座专用合金滑动结构件进行1000小时标准盐雾实验，结果为:该结构件无腐蚀(N级)。采用该支座专用合金滑动结构件应用在设计荷载为5000kN的支座中，在进行200万次压力疲劳后，该结构件完好无损。
[0060]实施例2
[0061]本实施例提供了一种支座专用合金滑动结构件，其是按照以下步骤制造得到的:
[0062](I)配料:以重量百分比计，按照硅1.5%、铁0.30%、铜0.08%、锰1.1 %、镁1.3%、铬0.2 %、锌0.15 %、钛0.08 %以及铝余量的成分组成选取并称量小块的纯铝块、铝铁块、铝铜块、招猛块、招儀块、招络块、招梓块以及招钦块；
[0063](2)熔炼:将选取并称量后的原材料送入熔炼炉中在760 0C进行熔炼，得到铝合金熔液，之后，对铝合金熔液搅拌两次以上以使铝合金熔液更为均匀(对于搅拌的速度和时间不做限制，可以由本领域技术人员进行常规的调节)；
[0064](3)精炼:将熔炼得到的铝合金熔液转入静置炉中，使用氮气喷入精炼剂，在745°C以及氮气气氛下精炼10分钟，氮气的压力为2个标准大气压力，停止喷入氮气和精炼剂，然后在745°C静置25分钟，得到精炼后的铝合金熔液；
[0065]其中，所使用的精炼剂为成都居里冶金材料有限公司生产的JLAJl;该精炼剂的使用量为转入静置炉中的进行精炼的铝合金熔液总重量的1.5% ;
[0066]在精炼之后，对精炼得到的铝合金熔液进行过滤(例如可以在静置炉炉口与铸模之间设置过滤装置)，以除去熔体中的氧化物、夹渣等，然后再进行铸造；
[0067](4)铸造:将精炼后的铝合金熔液铸造成型，得到铸锭；
[0068](5)均匀化退火:将铸锭转入辊底式炉中在565 V保温8小时进行均匀化退火处理，得到均匀化退火处理后的铸锭；
[0069](6)热乳:采用电加热炉将均匀化退火处理后的铸锭加热到510°C，然后采用热乳机进行热乳，并控制乳棍的温度为27°C、乳棍粗糙度为12μηι、乳制速度为1.5m/s、乳制力为7 5 O吨、乳制道次为16道次、总压下率为4 O %，得到热乳板材，该热乳板材的规格为厚度150mm，宽度2m，长度3m;
[0070](7)淬火:将热乳板材加热到510°C，然后以8cm/s的行进速度用10°C的水喷淋使板材的温度降到50°C以下，得到淬火后的板材；
[0071 ] (8)拉伸:在淬火后3小时内，将淬火后的板材在拉伸道次变形率为1.5%的条件下进行拉伸(可以采用拉伸模具进行拉伸)，以去除应力，得到拉伸后的板材；
[0072](9)时效:将拉伸后的板材在175°C保温4.5小时，然后再在175°C保温4.5小时，进行双级时效处理，得到时效处理后的板材；
[0073](10)精车:将时效处理后的板材进行精车，得到精车后的型材，并且使所述型材为球冠体型材，所述球冠体型材的曲率半径为9m，直径为3m，且所述球冠体型材的圆形平面的四周留有厚度7mm的加工余量；
[0074](11)等线速度滚压:将精车得到的球冠体型材的曲面(即滑动面)进行等线速度滚压(可以采用滚压刀进行等线速度滚压)，并控制等线速度滚压过盈量为0.2mm、滚压速度为900转/min、进给量为0.05mm，使等线速度滚压后的曲面的粗糙度Ra为1.Ομπι以下，得到所述的支座专用合金滑动结构件，该结构件的结构如图1所示。
[0075]经测试，该支座专用合金滑动结构件的屈服强度为290MPa，滑动面的粗糙度Ra为0.9μπιο
[0076]实施例3
[0077]本实施例提供了一种支座专用合金滑动结构件，其是按照以下步骤制造得到的:
[0078](I)配料:以重量百分比计，按照硅1.2%、铁0.3%、铜0.06%、锰0.8%、镁1.0%、铬0.15%、锌0.1 %、钛0.07%以及铝余量的成分组成选取并称量小块的纯铝块、铝铁块、铝铜块、招猛块、招儀块、招络块、招梓块以及招钦块；
[0079](2)熔炼:将选取并称量后的原材料送入熔炼炉中在750 0C进行熔炼，得到铝合金熔液，之后，对铝合金熔液搅拌两次以上以使铝合金熔液更为均匀(对于搅拌的速度和时间不做限制，可以由本领域技术人员进行常规的调节)；
[0080](3)精炼:将熔炼得到的铝合金熔液转入静置炉中，使用氮气喷入精炼剂，在7400C以及氮气气氛下精炼20分钟，氮气的压力为1.5个标准大气压力，停止喷入氮气和精炼剂，然后在740°C静置35分钟，得到精炼后的铝合金熔液；
[0081 ]其中，所使用的精炼剂为成都居里冶金材料有限公司生产的JLAJl;该精炼剂的使用量为转入静置炉中的进行精炼的铝合金熔液总重量的1%;
[0082]在精炼之后，对精炼得到的铝合金熔液进行过滤(例如可以在静置炉炉口与铸模之间设置过滤装置)，以除去熔体中的氧化物、夹渣等，然后再进行铸造；
[0083](4)铸造:将精炼后的铝合金熔液铸造成型，得到铸锭；
[0084](5)均匀化退火:将铸锭转入辊底式炉中在560 °C保温10小时进行均匀化退火处理，得到均匀化退火处理后的铸锭；
[0085](6)热乳:采用电加热炉将均匀化退火处理后的铸锭加热到520°C，然后采用热乳机进行热乳，并控制乳棍的温度为25°C、乳棍粗糙度为9μηι、乳制速度为2m/s、乳制力为650吨、乳制道次为20道次、总压下率为5O %，得到热乳板材，该热乳板材的规格为厚度25Omm，宽度1.5m，长度2.5m;
[0086](7)淬火:将热乳板材加热到530 °C，然后以12cm/s的行进速度用20 V的水喷淋使板材的温度降到50°C以下，得到淬火后的板材；
[0087](8)拉伸:在淬火后3小时内，将淬火后的板材在拉伸道次变形率为1.2%的条件下进行拉伸(可以采用拉伸模具进行拉伸)，以去除应力，得到拉伸后的板材；
[0088](9)时效:将拉伸后的板材在180°C保温5.5小时，然后再在180°C保温5.5小时，进行双级时效处理，得到时效处理后的板材；
[0089](10)精车:将时效处理后的板材进行精车，得到精车后的型材，并且使所述型材为球冠体型材，所述球冠体型材的曲率半径为10m，直径为5m，且所述球冠体型材的圆形平面的四周留有厚度1mm的加工余量；
[0090](11)等线速度滚压:将精车得到的球冠体型材的曲面(即滑动面)进行等线速度滚压(可以采用滚压刀进行等线速度滚压)，并控制等线速度滚压过盈量为0.4mm、滚压速度为800转/min、进给量为0.03mm，使滚压后的曲面的粗糙度Ra为1.Ομπι以下，得到所述的支座专用合金滑动结构件，该结构件的结构如图1所示。
[0091]经测试，该支座专用合金滑动结构件的屈服强度为300MPa，滑动面的粗糙度Ra为0.8μπιο
【主权项】
1.一种支座专用滑动合金材料，以所述支座专用滑动合金材料的总重量为基准，其成分组成包括:硅0.9-1.5 %、铁 < 0.5 %、铜 < 0.I %、锰0.6-1.I %、镁0.8-1.3 %、铬 <.0.25%、锌<0.2%、钛<0.1%以及铝余量。2.根据权利要求1所述的支座专用滑动合金材料，其是通过以下步骤制造得到的:按照成分组成选取并称量原材料，然后进行熔炼、精炼和铸造，制备得到铸锭，即为所述的支座专用滑动合金材料； 其中，所述熔炼的步骤包括:将选取并称量后原材料在740-760°C进行熔炼，得到铝合金熔液； 所述精炼的步骤包括:将熔炼得到的铝合金熔液在735-745°C精炼10-20分钟，然后在.735-745°C静置25-35分钟，得到精炼后的铝合金熔液;优选地，所述精炼的步骤包括:将熔炼得到的铝合金熔液在735-745 °C精炼10-20分钟，在精炼时喷入氮气和精炼剂，氮气的压力为1-2个标准大气压力，精炼剂的使用量为进行精炼的铝合金熔液总重量的1-2%，然后停止喷入氮气和精炼剂，并在735-745°C静置25-35分钟，得到精炼后的铝合金熔液。3.—种支座专用合金滑动结构件，其为采用权利要求1或2所述的支座专用滑动合金材料通过均匀化退火、热乳、淬火、拉伸、时效、精车及等线速度滚压的处理步骤而制造得到的。4.根据权利要求3所述的支座专用合金滑动结构件，其中，所述均匀化退火的步骤包括:将所述的支座专用滑动合金材料在555-565Γ保温8-10小时进行均匀化退火处理，得到均匀化退火处理后的铸锭； 所述热乳的步骤包括:将均匀化退火处理后的铸锭加热到500-520°C，然后进行热乳，乳棍的温度为20-30 °C、乳棍粗糙度为12.5μηι以下、乳制速度为lm/s以上、乳制力为800吨以下、乳制道次为15-20道次、总压下率为10%以上，得到热乳板材;优选地，所述热乳板材的规格为厚度30-250mm，宽度2.5m以下，长度5m以下。5.根据权利要求3所述的支座专用合金滑动结构件，其中，所述淬火的步骤包括:将热乳后得到的热乳板材加热到500-540°C，然后以8-12cm/s的行进速度用10-30°C的水喷淋使板材的温度降到50°C以下，得到淬火后的板材。6.根据权利要求3所述的支座专用合金滑动结构件，其中，所述拉伸的步骤包括:将淬火后的板材在拉伸道次变形率为1-1.5%的条件下进行拉伸，以去除应力，得到拉伸后的板材;优选地，在淬火后3小时内进行拉伸。7.根据权利要求3所述的支座专用合金滑动结构件，其中，所述时效的步骤包括:将拉伸后的板材在170-180°C保温5±0.5小时，然后再在170-180°(:保温5±0.5小时，进行双级时效处理，得到时效处理后的板材。8.根据权利要求3所述的支座专用合金滑动结构件，其中，所述精车的步骤包括:将时效处理后的板材进行精车，得到精车后的型材，并且使所述型材为球冠体型材，所述球冠体型材的曲率半径为1m以下，直径为5m以下，且所述球冠体型材的圆形平面的四周留有厚度.5-10mm的加工余量； 所述等线速度滚压的步骤包括:将精车后的球冠体型材的曲面进行等线速度滚压，并控制等线速度滚压过盈量为0.2-0.5mm、滚压速度为700-900转/min、进给量为0.02-.0.05mm，使滚压后的曲面的粗糙度Ra为1.Ομπι以下，得到支座专用合金滑动结构件。9.根据权利要求3所述的支座专用合金滑动结构件，其屈服强度为280MPa以上，其滑动面的粗糙度Ra为1.0ym以下。10.—种支座专用合金滑动结构件的制造方法，其包括以下步骤: (1)配料:以重量百分比计，按照硅0.9-1.5 %、铁< 0.50 %、铜< 0.10 %、锰0.60-.1.1%、镁0.8-1.3%、铬< 0.25%、锌< 0.20 %、钛< 0.1 %以及铝余量的成分组成选取并称量原材料； (2)熔炼:将选取并称量后的原材料在740-760°(:进行熔炼，得到铝合金熔液； (3)精炼:将熔炼得到的铝合金熔液在735-745°C精炼10-20分钟，然后在735-745°C静置25-35分钟，得到精炼后的铝合金熔液； (4)铸造:将精炼后的铝合金熔液铸造成型，得到铸锭； (5)均匀化退火:将铸锭在555-565°C保温8-10小时进行均匀化退火处理，得到均匀化退火处理后的铸锭； (6)热乳:将均匀化退火处理后的铸锭加热到500-520°C，然后进行热乳，并控制乳辊的温度为20-30°C、乳棍粗糙度为12.5μηι以下、乳制速度为lm/s以上、乳制力为800吨以下、乳制道次为15-20道次、总压下率为1 %以上，得到热乳板材； (7)淬火:将热乳板材加热至Ij500-540°C，然后以8-12cm/s的行进速度用10-30°C的水喷淋使板材的温度降到50°C以下，得到淬火后的板材； (8)拉伸:将淬火后的板材在拉伸道次变形率为1-1.5%的条件下进行拉伸，以去除应力，得到拉伸后的板材； (9)时效:将拉伸后的板材在170-180°C保温5 ± 0.5小时，然后再在170-180 °C保温5 土.0.5小时，进行双级时效处理，得到时效处理后的板材； (10)精车:将时效处理后的板材进行精车，得到精车后的型材，并且使所述型材为球冠体型材，所述球冠体型材的曲率半径为1m以下，直径为5m以下，且所述球冠体型材的圆形平面的四周留有厚度5-10mm的加工余量； (11)等线速度滚压:将精车得到的球冠体型材的曲面进行等线速度滚压，并控制滚压过盈量为0.2-0.5mm、滚压速度为700-900转/min、进给量为0.02-0.05mm，使滚压后的曲面的粗糙度Ra为1.Ομπι以下，得到所述的支座专用合金滑动结构件。
【文档编号】C22F1/043GK105821262SQ201610181748
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】臧晓秋, 牛斌, 李国强, 高静青, 涂丹, 范霆, 石秋君
【申请人】中国铁道科学研究院铁道建筑研究所, 中国铁道科学研究院, 中铁工程设计咨询集团有限公司, 晟熔（上海）新材料科技有限公司