ЛИТЕЙНЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ Российский патент 2004 года по МПК C22C21/18 

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 3,5-8,0

Медь 2,5-6,0

Магний 0,2-0,6

Марганец 0,3-0,9

Титан 0,05-0,2

Железо 0,4-1,4

Кадмий 0,1-0,5

Сера 0,03-0,2

Алюминий Остальное

Недостатком 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 6,0-7,5

Медь 5,5-7,0

Марганец 0,3-0,5

Магний 0,1-0,5

Железо 0,2-1,0

Иттрий 0,1-0,3

Дисульфид молибдена 0,01-0,1

Алюминий Остальное

Недостатком 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 0,6-1,2

Медь 7,0-8,5

Магний До 0,35

Железо До 0,5

Олово 2,5-3,5

Цинк До 0,2

Алюминий Остальное

Техническим 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 2,5-0,4

Медь 5,5-7,0

Свинец 1,0-7,0

Железо До 0,5

Магний До 0,35

Цинк До 0,2

Алюминий Остальное

Дополнительное 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 650-670°С, 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.

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.

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 2,5-4,0

Медь 5,5-7,0

Свинец 1,0-7,0

Железо До 0,5

Магний До 0,35

Цинк До 0,2

Алюминий Остальное