CN101705388A - 一种高强耐磨汽车同步环用复杂黄铜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强耐磨汽车同步环用复杂黄铜，各组份的组成按重量百分比为：Cu：59-65％，Al：1.7-3.7％，Mn：2.2-3.8％，Si：0.5-1.3％，Cr：0.07-0.27％，Ni：0.2-0.6重量％，Fe小于等于0.6％，Pb小于等于0.18％，余量为Zn及小于0.05％的杂质。本发明所述的复杂黄铜在高强、高硬、高耐磨的条件下具有良好的塑性和韧性。
Description
技术领域
本发明涉及一种复杂黄铜合金，具体是涉及一种高强耐磨汽车同步环用复杂黄铜。
背景技术
目前，汽车同步环材料主要以复杂黄铜为主。汽车同步环要求材料各项物理性能稳定，耐磨度及强度满足一定要求。国内复杂黄铜生产主要满足国内低档车型，生产工艺包括水平连铸管、离心铸造管和半连续铸造-卧式挤压等几种，其中水平连铸和挤压几乎各占一半，然而上述工艺都存在材料成分不均、金属消耗过高、组织性能不稳定等缺陷，同时由于国产设备原因，所生产材料夹杂缺陷较进口材料严重，大大影响同步环质量，更无法替代进口，严重阻碍了中高档车型的国产化进程。
发明内容
发明目的：为了改变国内同步环用复杂黄铜材料质量档次不高的现实，本发明提供了一种高强耐磨汽车同步环用复杂黄铜。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所述一种高强耐磨汽车同步环用复杂黄铜，各组份的组成按重量百分比为：Cu：59-65％，Al：1.7-3.7％，Mn：2.2-3.8％，Si：0.5-1.3％，Cr：0.07-0.27％，Ni：0.2-0.6％，Fe小于等于0.6％，Pb小于等于0.18％，余量为Zn及小于0.05％的杂质。其中所述的铜纯度大于99.99％。该复杂黄铜显微组织要求：Mn-Si金属强化相在α+β金属组织上均匀析出。
该复杂黄铜洛氏硬度HRB值大于等于85，HV30值大于等于160；抗拉强度大于等于539MPa；屈服强度大于等于294MPa；延伸率大于等于12％。
本发明在铜锌合金中加入铝，可以使基体相的晶粒得到细化和强化，提高材料的强度和塑度，而且在合金表面的离子化倾向比锌大，优先与接触介质中的氧结合形成坚固的氧化膜，使材料严重的粘着磨损向氧化磨损转化，极大的降低了材料的磨损，提高了耐磨性。但是，铝含量过高会使合金的塑性急剧降低，恶化了合金的冷加工性能。本发明经过反复试验比较，认为铝元素的含量控制在1.7％-3.7％最合适。
在铜锌合金中添加铁元素，铁极少固溶于黄铜，超过其它溶解度即以富铁相微粒析出，作为“人工形核”细化铸锭组织，防止再结晶晶粒长大，因而提高了材料的强度和硬度、耐磨和耐腐蚀性。本发明经过反复试验比较，认为铁元素的含量控制在0.6以下。
在铜锌合金中添加镍元素，镍能提高合金的强度和韧性，并能增强合金的抗脱锌及抗应力腐蚀的能力。本发明经过反复试验比较，认为镍元素的含量控制在0.2％-0.6％最合适。
在铜锌合金中添加硅元素，硅在大气和海水中均有较高的耐蚀性，抗应力腐蚀破裂的能力高于一般黄铜。本发明经过反复试验比较，认为硅元素的含量控制在0.5％-1.3％最合适。
在铜锌合金中添加锰元素，锰起固溶强化作用，可与铝、铁、锌等元素协作，进一步提高材料的强度、硬度、耐磨性和耐蚀性，本发明经反复试验比较，认为锰元素的含量控制在2.2％-3.8％。
本发明中铜的纯度大于99.99％，采用高纯度的铜，可以避免向黄铜合金中混入不必要的杂质，避免破坏合金的强度和硬度。
在铜-锌-铝-锰-铁系合金中，添加微合金化元素铬、镍、铁、铅，可进一步提高材料的强度、硬度、耐磨性、塑性、韧性等综合性能，并能提高材料的自润滑性能。
有益效果：本发明与现有复杂黄铜材料相比具有以下优点：本发明提供的高强耐磨汽车同步环用复杂黄铜，能够满足汽车在强动力下的高速运转、切换和摩擦要求；在高强、高硬、高耐磨的条件下又具有良好的塑性和韧性；并且复杂黄铜铸锭后材料成分均匀，组织性能稳定。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
各组份的组成按重量百分比为：Cu：62.00％，Al：1.80％，Mn：2.50％，Si：1.00％，Cr：0.15％，Ni：0.30％，Fe：0.50％，Pb：0.15％，Zn：31.57％、杂质0.03％。该复杂黄铜洛氏硬度HRB值大于等于90，HV30值大于等于200；抗拉强度大于等于550MPa；屈服强度大于等于300MPa；延伸率大于等于15％。
实施例2
各组份的组成按重量百分比为：Cu：60.00％，Al：2.20％，Mn：3.10％，Si：1.10％，Cr：0.22％，Ni：0.50％，Fe：0.30％，Pb：0.12％，Zn：32.42％、杂质0.04％。该复杂黄铜洛氏硬度HRB值大于等于95，HV30值大于等于200；抗拉强度大于等于600MPa；屈服强度大于等于350MPa；延伸率大于等于18％。
Claims (4)
1.一种高强耐磨汽车同步环用复杂黄铜，其特征在于：各组份的组成按重量百分比为：Cu：59-65％，Al：1.7-3.7％，Mn：2.2-3.8％，Si：0.5-1.3％，Cr：0.07-0.27％，Ni：0.2-0.6％，Fe小于等于0.6％，Pb小于等于0.18％，余量为Zn及小于0.05％的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高强耐磨汽车同步环用复杂黄铜，其特征在于：该复杂黄铜显微组织要求：Mn-Si金属强化相在α+β金属组织上均匀析出。
3.根据权利要求1所述的一种高强耐磨汽车同步环用复杂黄铜，其特征在于：所述的铜纯度大于99.99％。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的一种高强耐磨汽车同步环用复杂黄铜，其特征在于：该复杂黄铜洛氏硬度HRB值大于等于85，HV30值大于等于160；抗拉强度大于等于539MPa；屈服强度大于等于294MPa；延伸率大于等于12％。
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