литейный антифрикционный сплав на основе алюминия
| Классы МПК: | C22C21/18 с цинком |
| Автор(ы): | Васин В.А., Георгиевский М.Г., Сомов О.В. |
| Патентообладатель(и): | Васин Владимир Алексеевич, Георгиевский Мирослав Георгиевич, Сомов Олег Васильевич |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2002-07-31 публикация патента:
10.04.2004 |
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может найти применение в литейном производстве при получении алюминиевых сплавов, например, для изготовления различных деталей в машиностроении, автомобилестроении и других областях техники. Предложен сплав, содержащий, мас.%: кремний 2,5-4,0; медь 5,5-7,0; свинец 1,0-7,0; железо - до 0,5; магний - до 0,35; алюминий - остальное. Техническим результатом изобретения является улучшение износостойкости и прочности сплава в условиях трения скольжения, а также снижение стоимости получения сплава. 1 табл.
Формула изобретения
Литейный антифрикционный сплав на основе алюминия, содержащий кремний, медь, свинец, железо и магний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит свинец и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.%:Кремний 2,5-4,0Медь 5,5-7,0Свинец 1,0-7,0Железо До 0,5Магний До 0,35Цинк До 0,2Алюминий ОстальноеОписание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургии и может найти применение в литейном производстве при получение алюминиевых сплавов, например, для изготовления различных деталей в машиностроении, автомобилестроении и др. областях техники.Известен литейный сплав на основе алюминия, см. авт. св. 1523585, МКИ С 22 С 21/04, 1992, содержащий, мас.%:Кремний 3,5-8,0Медь 2,5-6,0Магний 0,2-0,6Марганец 0,3-0,9Титан 0,05-0,2Железо 0,4-1,4Кадмий 0,1-0,5Сера 0,03-0,2Алюминий ОстальноеНедостатком известного сплава является низкая износостойкость в условиях трения скольжения.Известен литейный сплав на основе алюминия, см. патент РФ 2048575, МКИ С 22 С 21/04, 1992, содержащий, мас.%:Кремний 6,0-7,5Медь 5,5-7,0Марганец 0,3-0,5Магний 0,1-0,5Железо 0,2-1,0Иттрий 0,1-0,3Дисульфид молибдена 0,01-0,1Алюминий ОстальноеНедостатком известного технического решения является низкая износостойкость в условиях трения скольжения.Ближайшим техническим решением является литейный антифрикционный сплав на основе алюминия АО 3-7 по ОСТ 23.4.68-74, содержащий, мас.%:Кремний 0,6-1,2Медь 7,0-8,5Магний До 0,35Железо До 0,5Олово 2,5-3,5Цинк До 0,2Алюминий ОстальноеТехническим результатом изобретения является увеличение износостойкости сплава в условиях трения скольжения, повышение механических свойств сплава и снижение стоимости получения сплава.Технический результат достигается тем, что литейный антифрикционный сплав на основе алюминия, содержащий кремний, медь, свинец, железо и магний, дополнительно содержит свинец и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.%:Кремний 2,5-0,4Медь 5,5-7,0Свинец 1,0-7,0Железо До 0,5Магний До 0,35Цинк До 0,2Алюминий ОстальноеДополнительное введение свинца и цинка повышает прочностные характеристики и износостойкость сплава в условиях трения скольжения. При увеличении их концентрации свыше верхних пределов износостойкость сплава существенно не повышается, а при содержании их менее нижнего предела износостойкость недостаточна.Содержание кремния, меди, магния и железа выбрано исходя из условий производства литейных алюминиевых сплавов для отливок, изготовляемых под давлением и работающих в условиях трения скольжения.При содержание меди свыше 5,5% структура сплава становится гетерогенной, что ведет к повышению механических свойств сплава при температуре 100
С. При содержании свыше 7,0% меди сплав становится хрупким. Содержание железа до 0,5 связано с использованием чугунных тиглей для плавки, когда в сплаве трудно получить меньшее содержание железа. Так как трудно добиться полного отсутствия магния в сплаве, содержание магния выбрано до 0,35. Повышение содержания кремния от 2,5 до 4,0% обеспечивает необходимую твердость отливки, а также снижает эффект принудительной ликвации свинца к периферии отливки под постоянным давлением после завершения кристаллизации твердоплавких компонентов сплава.Пример.Опытные плавки сплава проводили в печи сопротивления с графитошамотным тиглем. В качестве шихтовых материалов использовали алюминий А7, алюминевый сплав АК8МЗ, лигатуры алюминий-медь, алюминий-марганец, Расплав нагревали до 650-670С, вводили в него свинец и тщательно перемешивали. Затем расплав заливали в матрицу пресс-формы, смонтированную на столе гидравлического пресса, и формировали деталь под давлением 150 и 300 МПА. Время выдержки определяют геометрическими формами детали, например, при высоте в 1 мм примерно 1 с.Испытания и исследования проводят на разрывной машине, твердомере и машине трения.В таблице приведены механические свойства (предел прочности, относительное удлинение, твердость) сплава, содержащего мас.% 2,5-4,0 кремния, 5,5-7,0 меди, 1,0-7,0 свинца, до 0,5 железа, до 0,35 магния, до 0,2 цинка и остальное - алюминий. 
Литейный антифрикционный сплав на основе алюминия увеличивает износостойкость, например, до 0,7-0,9 мг на 1 км в условиях трения скольжения. Повышаются механические свойства и снижается себестоимость получения сплава.
