[发明专利]一种锌合金轴承

说明书

技术领域

本发明涉及机械工业中轴承应用的技术领域，特别是提供一种锌合金轴承。

背景技术

在机械行业领域中，滑动轴承合金主要使用传统的铜基合金和巴氏合金铸件，但这两种合金的原料和制造成本都很高，特别随着电子通讯等工业领域的飞速发展，对于铜的需求与日俱增，加之铜属于我国的稀缺资源，造成每年我国需要大量从国外进口铜，更进一步压缩了铜基合金作为轴承类部件原材料使用的空间。

为了替代传统的铜基合金使用，目前锌基合金的铸件作为耐磨减摩材料而被大量用于轴瓦、轴套等轴承类零部件的制造。虽然锌基合金同样具有优异的强度、塑韧性等力学性能，以及出色的耐磨减摩性能，但其主要合金成分比重相差大，具有合金凝固温度范围宽、铸造过程容易出现疏松、偏析等缺陷，严重影响了锌基合金的因应用，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。

因此，获得一种具有优异铸造性能，同时能够满足在较高温度条件下使用的新型锌基合金具有重要的研究意义和广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种新型锌合金的配方以及由该锌合金制备得到轴承部件。

本发明中的一种锌合金轴承，所述锌合金具有如下的化学组成：以重量百分含量计（wt.%），Al17-20、Cu2.5-4.5、Mg0.05-0.1、Si1.5-3、Sb0.02-0.05、Sc0.05-0.1，余量为Zn和不可避免的杂质；

所述轴承首先按上化学组成熔炼、压铸制备得到锌合金，再对锌合金进行相应热处理，之后对锌合金表面进行精加工以得到最终的轴承产品。

进一步地，所述熔炼是指先将纯锌置于熔炼炉中加热升温至450-470℃维持5-10min，随后将温度升至820-850℃加入工业纯铝、铝硅合金、铝钪合金和电解铜并持续搅拌直至铝硅合金和电解铜全部熔化，之后降温至680-700℃并加入锌锑合金并持续搅拌直至锌锑合金全部熔化，随后降温至620-650℃并将工业纯镁按压至熔体底部维持至少5-10min，之后搅拌熔体并再次升温至720-750℃同时加入精炼剂进行精炼，静置10-15min后，检验熔体成分合格后完成熔炼。

进一步地，所述压铸是将成分合格的熔体降温至550-580℃后压铸到经过预热至180-200℃的模具型腔中，其中充型开始时的熔体流速为0.5-0.8m/s、铸造压力为60-70MPa，充型率超过50%后，提高熔体的流速至3-3.5m/s、铸造压力为90-100MPa，直至充型压铸结束。

进一步地，将压铸铸件在380-400℃条件下均匀化20-24h后水淬至室温后，再升温至120-150℃进行5-10h的时效处理。

进一步地，Si为2.5。

本发明的优点在于：（1）合理地设计了轴承用锌合金的成分，得到了具有优异压铸和时效性能的锌合金；（2）采取了合适的原料和熔炼工艺，保证了合金的性能；（3）选择了最佳的压铸工艺参数以获得性能优异的铝合金；（4）采用了最为有效的热处理工艺和参数，最大限度地提高了铝合金的性能；（5）锌合金不但具有优异的常温力学性能，即便在超过150℃的条件下仍能满足使用要求。

具体实施方式

实施例1-4，以及对比例1-9：

1）配料：按表1所给出的合金配比进行配料，其中合金成分来自于纯度为99.99%的纯锌、重量比1：1的铝硅合金、重量比1：1的锌锑合金、重量比1：1的铝钪合金、电解铜、工业纯镁、纯铝等原料。

2）熔炼：先将纯锌置于熔炼炉中加热升温至460℃维持10min，随后将温度升至830℃加入工业纯铝、铝硅合金、铝钪合金和电解铜并持续搅拌直至铝硅合金和电解铜全部熔化，之后降温至690℃并加入锌锑合金并持续搅拌直至锌锑合金全部熔化，随后降温至640℃并将工业纯镁按压至熔体底部维持至少5min，之后搅拌熔体并再次升温至740℃同时加入精炼剂进行精炼，静置15min后，检验熔体成分合格后完成熔炼。

3）压铸：将成分合格的熔体降温至560℃后压铸到经过预热至180℃的模具型腔中，其中充型开始时的熔体流速为0.6m/s、铸造压力为65MPa，充型率超过50%后，提高熔体的流速至3.3m/s、铸造压力为95MPa，直至充型压铸结束。

6）热处理：将压铸铸件在390℃条件下均匀化22h后水淬至室温后，再升温至130℃进行8h的时效处理。

表1