本發明專利技術涉及一種輕質高溫耐磨鋁合金，其基本化學配方為：Si?16-18%，Mg?5-10%，Fe?4-8%，鋁及不可避免的雜質余量。還可加入硼、鉻、釩、鎳、錳和磷中一種或幾種組合，加入量0.01-1.0%，這種鋁合金可以采用常規的熔鑄方法制備，合金的比重為2.9-3.2g/cm3。本發明專利技術特別適用于作為耐磨材料，可滿足制備耐磨損鋁合金制品的需要。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于合金材料制備領域，具體的說就是提供一種輕質高溫耐磨鋁合金，其具有耐熱、耐磨、易加工和低成本的特點，以適應制造業、航空航天領域對輕質耐磨材料的迫切需要。
技術介紹
隨著能源短缺、石油價格暴漲、環境污染的加劇，節能環保和提高汽車性能成為高度關注的課題。作為ー種輕質耐磨材料，耐磨鋁合金在汽車、電子和和航空領域中一直備廣泛關注。 CN 200810231204. O號申請涉及一種耐磨高強鋁合金材料及其制造エ藝。該材料的化學成分以重量來計算，其構成為7. 6-8. 3%硅、2. 5-3. 5銅、I. 2-1. 4%鐵、O. 3-0. 5%鎂、O.1-0. 05稀土，余量為鋁，其雜質含量不大于:0. 3%鋅、O. 2%鉛、O. 2%鉻、O. 1%錫、O. 1%鎳、0.1%鈦。還通過配料精煉、變質、澆注、淬火而成。其抗拉強度可達到300-330Mpa，延伸率升至1-2%，布氏硬度達120-140HBS。CN200610165341. X號申請公開了一種高強耐磨鋁合金及其制備方法，該高強耐磨鋁合金是在Al-Zn-Mg-Cu合金中，置入重量比為3. 15-10. 5%的Ti-C-Al預制塊，通過原位反應在Al-Zn-Mg-Cu合金中形成TiC顆粒，再進行物化噴射成形而成。該專利技術的鋁合金是利用原位反應噴射成形エ藝制備高強鋁合金，實現了材料耐磨損性能的改善。該合金的具有高的強度和良好的韌性，耐磨損性能也有顯著提高，但是材料成本和生產成本高。此外，以上所報告的耐磨鋁合金仍然存在耐磨性能不能滿足更高需求，且存在熱穩定性差的不足。運用快速凝固法制備的過共晶Al-Si-Fe合金(Won-Wook Park, Bong-Sun You,Nack J. Kim. Microstructure ana mechanical properties of rapidly solidifiedAl-Si-Fe-X base alloys. Materials & Design, · 1996，17 (5-6) : 255-259)在鋁基體中形成的彌散、細小的鐵相會起到自生彌散顆粒增強作用，大幅度提高復合材料的力學性能和耐耐磨損性能，同時會提高Al-Si合金的熱穩定性，在汽車、電子以及航空エ業中用途廣泛,但是要求生產條件高、材料生產成本很高。因此，迫切需要開發低成本、高溫耐鋁合金，以滿足更廣范圍的エ業應用需求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種輕質高溫耐磨鋁合金，該合金具有材料成本低、高溫穩定性強、耐磨損性能好、并且易于加工，可以廣泛地用做エ業上的耐磨損零部件。本專利技術提供了一種輕質高溫耐磨鋁合金，其特征在于合金配方成份范圍如下，重量百分比硅(Si)16-18%鎂(Mg)5-10%鐵(Fe)4-8%鋁及不可避免的雜質余量。本專利技術輕質高溫耐磨損鋁合金中還可以，添加硼、鉻、釩、鈦、鎳、錳和磷中ー種或幾種組合，加入量為O. 01-1. 0%。本專利技術提供的鋁合金可以選擇常規的熔煉鑄造法進行合金的制備。本專利技術中，在過共晶Al-Si-Fe合金中加入適量的鎂，凝固之后所形成的平衡組織中含有大量初生Mg2Si、鋁硅鐵相，這些硬質顆?？梢燥@著提高合金的耐高溫磨損性能。加入鎂之后，首先可以形成尺寸較小的Mg2Si顆粒；其次，降低合金元素擴散速率，抑制鐵相粗化；再次，降低共晶形成溫度，可以細化共晶組織。本專利技術的有益效果在干I.合金是ー種輕質高溫耐磨損材料，其中含有較高質量分數的輕質元素鎂，可以降低 過共晶Al-Si-Fe合金的密度，而且有助于形成的尺寸較小的初生Mg2Si、鋁硅鐵相，起到提高耐磨損性能和加工性能的作用。2.具有良好的合金制備性能，可方便地采用常規熔鑄法進行加工制造，因而可以大幅度降低制造成本。專利技術的制備方法具有材料鋳造性能好，能制備形狀復雜的鋁合金零件。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術作進ー步詳細說明。以下實施例僅用作對本專利技術的解釋說明，其中的重量百分比均可換成重量克(g)、千克(kg)或其他重量単位。實施例I選取鋁(Al)、硅-鐵(Si-Fe)中間合金、硅(Si)以及鎂(Mg)等塊體原料，根據合金燒損比例配制硅(Si) 16%、鎂(Mg) 5%、鐵(Fe) 4%，其余為Al的合金成分。先將稱量好的鋁、硅-鐵中間合金以及硅加熱至820°C，熔化制得Al-Si-Fe合金；再將Al-Si-Fe合金降溫至650°C,加入稱量好的鎂，加熱至720°C進行精煉處理后，加入含磷(p)0. 01%的磷-銅(P-Cu)變質劑進行變質處理，經靜置30處理分鐘后直接澆注至成形模具中冷卻凝固后獲得過共晶Al-Si-Fe-Mg合金制品。所制得的過共晶Al-Si-Fe-Mg合金制品組織致密、增強顆粒尺寸較小，密度為3. 2 g/cm3，在載荷為8.9N吋，試樣的磨損率為5.6X10_6g/m。且機械加工性能良好，可用高速刀具進行車削和鉆孔。實施例2選取鋁(Al)、硅-鐵(Si-Fe)中間合金、硅(Si)以及鎂(Mg)等塊體原料，根據合金燒損比例配制硅(Si) 18%、鎂(Mg) 10%、鐵(Fe) 8%，其余為Al的合金成分。先將稱量好的鋁、硅-鐵中間合金以及硅加熱至850°C，熔化制得Al-Si-Fe合金；再將Al-Si-Fe合金降溫至670°C，加入稱量好的鎂，加熱至720°C進行精煉處理后，加入含磷(P) O. 015%的磷-銅(P-Cu)變質劑進行變質處理，經靜置處理30分鐘后直接澆注至成形模具中冷卻凝固后獲得過共晶Al-Si-Fe-Mg合金制品。所制得的過共晶Al-Si-Fe-Mg合金制品組織致密、增強顆粒尺寸較細小，密度為2. 9 g/cm3，在載荷為8. 9N吋，試樣的磨損率為4. 2X10_6g/m，且機械加工性能良好。實施例3選取鋁(Al)、硅-鐵(Si-Fe)中間合金、硅(Si)以及鎂(Mg)等塊體原料，根據合金燒損比例配制硅(Si) 16%、鎂(Mg) 8%、鐵(Fe) 6%，其余為Al的合金成分。先將稱量好的鋁、硅-鐵中間合金以及硅加熱至850°C，熔化制得Al-Si-Fe合金；再將Al-Si-Fe合金降溫至650°C,加入稱量好的鎂，加熱至720°C進行精煉處理后，加入含磷(p)0. 01%的磷-銅(P-Cu)變質劑進行變質處理，經靜置處理30分鐘后直接澆注至成形模具中冷卻凝固后獲得過共晶Al-Si-Fe-Mg合金制品。所制得的過共晶Al-Si-Fe-Mg合金制品組織致密、增強顆粒尺寸較細小，密度為3. 06g/cm3，在載荷為8. 9N吋，試樣的磨損率為5. 2X 10_6g/m，且機械加工性能良好。最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本專利技術的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本專利技術進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可 以對本專利技術的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本專利技術技術方案的宗g和范圍，其均應涵蓋在本專利技術的權利要求范圍當中。權利要求1.一種輕質高溫耐磨鋁合金，其特征在合金配方成份范圍如下，重量百分比 硅(Si)16-18% 鎂(Mg)5-10% 鐵(Fe)4-8% 鋁及不可避免的雜質余量。2.按照權利要求I所述的輕質耐磨損鋁合金，其特征在于添加硼、鉻、釩、鈦、鎳、銅、錳和磷中一種或幾本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種輕質高溫耐磨鋁合金，其特征在合金配方成份范圍如下，重量百分比：硅(Si)？？？？？？？？？？？？？？？？？？16？18%鎂(Mg)？？？？？？？？？？？？？？？？？5？10%鐵(Fe)？？？？？？？？？？？？？？？？？？4？8%鋁及不可避免的雜質？？？？？余量。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王開，曹洪志，劉明翔，李波，陳波，鄒震宇，楊大壯，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：
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