[发明专利]黄铜合金以及同步环

说明书

本发明涉及一种耐磨损的黄铜合金以及由此制得的同步环。

在汽车工业中，对于离合器、制动器或变速器经常使用由金属制 成的摩擦副。在机械变速器中，特别使用金属同步环，所述同步环在 换档时能使变速器轴与变速齿轮的不同速度达到同步。特别在高机动 化运输工具的变速器内，同步环由于承受高摩擦而遭受高磨损。对于 其中需用较高换档力的自动档变速器同样如此。优选同步环由黄铜合 金制成。

用于同步环的耐磨损的黄铜合金公开于例如DE 3735783 C1中。

本发明的任务在于提供一种特别适于同步环的耐磨损的黄铜合 金。另外本发明的任务也在于提供耐磨损的同步环。

根据本发明，所述的前一任务可以通过一种含有55-68重量％的 铜、0-6重量％的铝、2-14重量％的锰、0.5-3重量％的磷、0-1重量 ％的铅、不可避免的杂质以及余量的锌的黄铜合金得以解决。

广泛的试验表明，具有所述锰和磷比例的黄铜合金具有高耐磨损 性并且由于其熔体粘度适于浇铸过程也可工业规模制备。具有上述成 分比例的黄铜合金的硬度值在168至229HB之间的范围内变动(根据 DIN EN ISO 6506测得)。

凭借所达到的硬度值和耐磨损性，所述的黄铜合金适于作为同步 环并也能耐受住变速器中的较高负荷。现有技术中用作同步环的可相 类比的黄铜合金在相似硬度值情况下具有400至600km/g的耐磨损性。

进一步令人惊奇地表明，在由于升高的负荷而在变速器中通常要 使用高添加剂量的(hochadditivierten)齿轮油的情况下所述的黄铜 合金也具有高耐磨损性。在齿轮油中所含的添加剂可以同样对用于同 步环的黄铜合金的耐磨性起作用。

同步环可以由所述的黄铜合金以已知的方式通过浇铸、挤压和锻 造以及任选的后退火而制得。

为了改善可切削性含有或掺混直至1重量％的铅可以无干扰影 响。就此而言，可以采用回收再利用的黄铜用于制备所述黄铜合金。 其通常含有一定比例的铅。

对于黄铜合金的浇铸而言，形成粘稠的熔体是不利的。同样也要 避免增多的熔渣形成，因为它们不得不耗费地加以去除。也已表明， 若黄铜合金中添加铝或者事先含有少量比例的磷，则可减小熔体的粘 稠度和减少熔渣形成。其中，较高比例的磷可通过较高含量的铝来平 衡。对于良好可浇铸性的同时具有高耐磨损性，黄铜合金优选包含3-6 重量％的铝、8-14重量％的锰和1.5-3重量％的磷。

鉴于耐磨损性和鉴于工业制备的另一有益的方案中，黄铜合金优 选含有59-64重量％的铜、3-4重量％的铝、9-11重量％的锰和 1.9-2.5重量％的磷。

还已表明，对于黄铜合金的耐磨损性和硬度有益的是，组织中铜 -锌混合物的β-相的比例在40至50％之间。在β-相中，符合氯 化铯结构的铜原子和锌原子分布于体心立方的晶格的晶格位置上。

鉴于所希望的性质经证实进一步作为有益方案的是，若在黄铜合 金的横截面内，组织中金属间相的面积比为11％至17％。其中，金属 间相，例如磷化锰嵌入铜锌合金的基体中。

特别的，若金属间相在组织中主要具有拉伸的伸长形状时，黄铜 合金表现出有利的耐磨损性。

根据本发明，所述的有关同步环的第二项任务可以通过由下述黄 铜合金构成的同步环得以解决，即所述黄铜合金含有55-68重量％的 铜、0-6重量％的铝、2-14重量％的锰、0.5-3重量％的磷、0-1重量 ％的铅、不可避免的杂质以及余量的锌。同步环——如上所述——由 黄铜合金通过浇铸、挤压和锻造以及任选的后退火而制得。

通过以下的实例以及通过附图来更详尽地阐述本发明的实施例。

附图为：

图1：各种齿轮油中示例的黄铜合金的耐磨损性图表。

图2：用于机械变速器的同步环。

作为所述黄铜合金的实施例，总共制得四个不同组成的测试合 金。