與巴氏合金相比
除了擁有顯著的性價比優(yōu)勢外,還具有更高的強韌性、更低的比重和更寬的應(yīng)用范圍等特點。
與青銅相比
1.強度、硬度和許用壓力與鋁青銅相當(dāng),廣泛超過錫、鉛等青銅,許用速度相近。完全能夠滿足軸瓦等獨立減摩耐磨零件使用條件的需求。
2.對潤滑油的親和力較強,自潤滑性更好,加上其冶金特性(熔點低,不易與鋼軸發(fā)生冶金結(jié)合),因此使用中抗粘著性強,減摩耐磨特性更加突出。
3.摩擦系數(shù)低,磨損小,因而使用壽命更長。同等使用條件下,一般在銅瓦的1倍以上,從而降低了配件的采購成本。
4.熱導(dǎo)率大(ZZnAl27Cu2Mg λ=125; ZCuAl10Fe3 λ=59),散熱快,磨面溫升慢且低,對配對摩擦有更好的保護作用。
5.材料密度低(ZZnAl27Cu2Mg ρ=5g/cm3),產(chǎn)品質(zhì)量輕(同型號、同規(guī)格質(zhì)量輕1/3),安裝、維護更加容易、方便。
6.具有較高阻尼特性,減振抗噪。
純鋅是白色略帶藍灰色的金屬,密度為7.19×103kg/m3,熔點為419℃,具有六方晶格,無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。純鋅具有一定的強度和較好的耐蝕性,主要用于配制各種合金和鋼板表面鍍鋅。
鋅基合金是以鋅為基加入其他元素組成的合金。常加的合金元素有鋁、銅、鎂、鎘、鉛、鈦等。鋅基合金具有良好的造型性能,熔點低,流動性好,熔化與壓鑄時不吸鐵、不腐蝕壓型、不粘模,可以壓鑄形狀復(fù)雜、薄壁的精密件,鑄件表面光滑;易熔焊,釬焊;有很好的常溫力學(xué)性能和耐磨性,在大氣中耐腐蝕;廢料便于回收和重熔;可進行表面處理,如電鍍、噴涂、噴漆等。但其蠕變強度低,易發(fā)生自然時效引起的尺寸變化。與巴氏合金相比,除了擁有顯著的性價比優(yōu)勢外,還具有更高的強韌性、更低的比密度和更寬的應(yīng)用范圍等特點。廣泛應(yīng)用于汽車、機械制造、印制電路板、電池陰極等。
鋅基合金的熔煉工藝有兩種:直接熔煉法與中間合金熔煉法。直接熔煉法是將Zn、Cu、Al按其成分比例倒入坩堝直接進行熔煉的方法。中間合金熔煉法是先將銅、鋁熔煉成中間合金,然后將鋅與中間合金配制成鋅合金。此方法可減少合金元素的氧化、燒損和金屬熔液過熱,便于控制合金化學(xué)成分,節(jié)約能源,縮短熔煉周期。
其在1997年被列入國家推薦標(biāo)準(zhǔn)《鑄造鋅基合金》后(標(biāo)準(zhǔn)代號:GB/T1175-1997),以ZnAl27Cu2Mg即ZA27-2為代表并衍生的高鋁鋅基合金,作為新型軸承合金已廣泛取代部分巴氏合金和青銅,用來制造各類軸瓦、軸套、滑板、滑塊、蝸輪及傳動螺母等減摩耐磨件。
以鋅為基加入其他元素組成的合金。常加的合金元素有鋁、銅、鎂、鎘、鉛、鈦等。鋅基合金熔點低,流動性好,易熔焊,釬焊和塑性加工,在大氣中耐腐蝕,殘廢料便于回收和重熔;但蠕變強度低,易發(fā)生自然時效引起尺寸變化。熔融法制備,壓鑄或壓力加工成材。按制造工藝可分為鑄造鋅基合金和變形鋅基合金。
新中國建國以來,由于國家資源匱乏,鋅作為主要金屬表面防腐材料,接地材料就一直以熱浸鋅材料為主。而近幾十年來,隨著基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)模檔次不斷的提高,對防雷防靜電--接地材料的產(chǎn)品性能要求也越來越高。現(xiàn)將熱鍍...
、、無錫鋅基合金頻道為廣大用戶展示最全面,最精準(zhǔn)的無錫鋅基合金行情,您可以找到無錫鋅基合金的詳細參數(shù),實時報價,價格行情,優(yōu)質(zhì)批發(fā)/供應(yīng)商等信息
銅:紫色或金黃色鋅合金:銀白色鋁:銀白色,但密度比鋅小得多,感覺同體積下比鋅輕鐵:外表面一般為黑色(生銹),這個一般都認(rèn)識(鐵釘)
國標(biāo)規(guī)定的ZA27-2化學(xué)成分及物理特性
合金牌號 合金代號 合金元素 主要雜質(zhì)含量(不大于)
ZZnAl27Cu2Mg ZA27-2 Al Cu Mg Zn Fe Pb Cd Sn 其他
25.0-28.0 2.0-2.5 0.01-0.020 其余 0.075 0.006 0.006 0.003
Mn0.01
Cr0.01
Ni0.01
合金牌號 合金代號 鑄造方法及狀態(tài) 抗拉強度
MPa 延伸率 % 布氏硬度
HBS
ZZnAl27Cu2Mg ZA27-2 SF
ST3
JF 400
310
420 3
8
1 110
90
110
注:T3工藝為320℃·3h爐冷。
高鋁鋅基合金制品的化學(xué)成分及物理特性
合金牌號 合金代號 合金元素 主要雜質(zhì)含量
(不大于)
Al Cu Mg Zn Fe Pb Cd Sn 其他
ZZnAl27Cu1Mg ZA27-1B 25.0-28.0 1.0-2.0 0.01-0.02 其余 0.055 0.006 0.006 0.003 Mn0.01
Cr0.01
Ni0.01
ZZnAl27Cu2Mg ZA27-2B1
ZA27-2B2
25.0-30.0 2.0-3.0 0.01-0.02 其余 0.075 0.006 0.006 0.003 Mn0.01
Cr0.01
Ni0.01
合金牌號 合金代號 鑄造方法及狀態(tài) 抗拉強度
MPa 延伸率 % 布氏硬度
HBS
ZZnAl27Cu1Mg ZA27-1B SF 380 10 100
JT2 350 14 90
JF 400 6 110
ZZnAl27Cu2Mg ZA27-2B1 SF 400 10 100
JT1 360 14 90
JF 420 6 110
ZA27-2B2 SF 420 10 105
JT1 380 12 90
JF 440 6 120
注: T1工藝指穩(wěn)定化熱處理工藝,T2工藝指時效熱處理工藝。
節(jié)約成本 優(yōu)勢明顯
鋅基合金不僅具有優(yōu)越的機械性能,更具有極高的性價比。以鋅代銅,不僅能有效保證提高您的產(chǎn)品性能,同時可使您同種規(guī)格的產(chǎn)品節(jié)省成本40%左右:
以Φ5×74m回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦為例,每套12件,可節(jié)約166700元.
高鋁鋅基合金在回轉(zhuǎn)窯上的應(yīng)用
使用條件
適用于低速≤7.1m/s、重載≤300Kg/cm2、常溫≤150℃條件下,要求[pv] ≤30。
生產(chǎn)能力
可為10000t/d以下回轉(zhuǎn)窯提供全系列托輪軸瓦、軸套產(chǎn)品,具有年產(chǎn)3000臺套的生產(chǎn)能力。
高鋁鋅基合金在回轉(zhuǎn)窯上的應(yīng)用
軸瓦的刮研與潤滑建議
1.刮研建議:
a.應(yīng)保證軸瓦與球面瓦接觸良好,軸瓦背與球面瓦在配合刮研時,接觸點為25×25mm2上不少于3點,并用涂色法進行檢查。
b.應(yīng)保證軸瓦與軸頸接觸均勻、連續(xù)。刮研接觸角以30~40度為宜,接觸點為1~2點/cm2。
1
0
PUBLIC POWER
08/09
c.軸瓦與軸頸的側(cè)隙應(yīng)刮削平順,檢測規(guī)范可參見設(shè)計部門提供的安裝方案。實際中應(yīng)根據(jù)瓦口間隙的大小和儲油槽的深淺、平順刮削至接觸帶,起始處不小于1mm,末端應(yīng)在0.15~0.20之間。
d.軸瓦刮研端面為10×10mm2上不少于1點。
2.潤滑建議
a.通常情況下,夏季宜采用VG680動力粘度的潤滑油,冬季宜采用VG460動力粘度的潤滑油。同時,使用中也要考慮環(huán)境和地域的差異并高度關(guān)注潤滑油膜的厚度是否滿足潤滑要求。
b.雖然高鋁鋅基合金軸瓦與青銅軸瓦相比對潤滑油的要求更低,但是因為當(dāng)今設(shè)備的發(fā)展趨勢正向著負(fù)荷大、效率高、壽命長的方向發(fā)展,因此我們一定要更新潤滑觀念,為了保證設(shè)備更加安全運行,建議采用高品質(zhì)的含有極壓及耐磨添加劑的潤滑油。
c.高度關(guān)注磨合初期的潤滑情況,加強監(jiān)控與清潔。
《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)---鑄造鋅合金》 GB/T 1175-1997 (1997-03-04發(fā)布 1997-09-01實施)
本標(biāo)準(zhǔn)首次全面修訂。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)尚未制訂鑄造鋅合金標(biāo)準(zhǔn)(僅有一個鋅合金標(biāo)準(zhǔn)ISO301-1981,其中僅列出合金錠的化學(xué)成分沒有列出力學(xué)性能)。為促進國際貿(mào)易,技術(shù)和經(jīng)濟交流,同時又能滿足國內(nèi)市場須要,在本版本中引進了德國標(biāo)準(zhǔn)DIN1743中兩個合金牌號(適用于制造沖壓模具和美術(shù)裝飾品),美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM B791中三個合金牌號(適用于制造減磨、減震和結(jié)構(gòu)件)。上述五個合金牌號在引用時僅采用了它們的化學(xué)成分和力學(xué)性能指標(biāo),具體見本標(biāo)準(zhǔn)附錄B。
本版本在下列章節(jié)中有所改變:
---第3章中給出鋅合金定義、新的牌號和代號;
---第4.1條中在ZA9-2合金中將鋁含量上限由11.0%改為10.0%,在ZA 11-5合金中將鋁含量下限由9.0%改為10.0%,取消ZZnAl4和ZZnAl4-0.5兩個壓軸合金牌號;
---第4.4條中增加試樣澆冒口系統(tǒng)
---第4.7條中新增條文;
---第5章中新增條文5.1-5.6
本標(biāo)準(zhǔn)GB 16746-1997《鋅合金鑄件》配套使用。
本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A是標(biāo)準(zhǔn)的附錄;
本標(biāo)準(zhǔn)的附錄B是提示的附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國機械工業(yè)部提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由全國鑄造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:沈陽鑄造研究所、河南中發(fā)合金制品有限公司(現(xiàn)許昌眾力合金制品有限公司)、阿城市有色金屬鑄造廠、沈陽高壓開關(guān)廠、包頭五二研究所。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:張照文、申震濤、李東基、張斌、靳依林
①鋅基合金熔點低(約380℃),熔液流動性好,制備技術(shù)比較簡單,易熔焊、釬焊和塑性加工,強度硬度接近于低碳鋼,耐壓、耐磨性能比較好。
②有良好的重熔性和重鑄性,殘廢料便于回收和重熔反復(fù)利用,且性能變化不大。機械加工性好,容易得到光亮的表面。價格比低熔點合金便宜,原料供應(yīng)方便。
③有一定的收縮性,且收縮不夠穩(wěn)定,蠕變強度低,防腐蝕性較差,易發(fā)生自然時效引起尺寸變化,所以不適用于制造高精度及大型的成形模具。
一、鋅基合金的特點
1. 比重大。
2. 鑄造性能好,可以壓鑄形狀復(fù)雜、薄壁的精密件,鑄件表面光滑。
3. 可進行表面處理:電鍍、噴涂、噴漆。
4. 熔化與壓鑄時不吸鐵,不腐蝕壓型,不粘模。
5. 有很好的常溫機械性能和耐磨性。
6. 熔點低,在385℃熔化,容易壓鑄成型。
使用過程中須注意的問題:
1. 抗蝕性差。當(dāng)合金成分中雜質(zhì)元素鉛、鎘、錫超過標(biāo)準(zhǔn)時,導(dǎo)致鑄件老化而發(fā)生變形,表現(xiàn)為體積脹大,機械性能特別是塑性顯著下降,時間長了甚至破裂。
鉛、錫、鎘在鋅基合金中溶解度很小,因而集中于晶粒邊界而成為陰極,富鋁的固溶體成為陽極,在水蒸氣(電解質(zhì))存在的條件下,促成晶間電化學(xué)腐蝕。壓鑄件因晶間腐蝕而老化。
2. 時效作用
鋅基合金的組織主要由含Al和Cu的富鋅固溶體和含Zn的富Al固溶體所組成,它們的溶解度隨溫度的下降而降低。但由于壓鑄件的凝固速度極快,因此到室溫時,固溶體的溶解度是大大地飽和了。經(jīng)過一定時間之后,這種過飽和現(xiàn)象會逐漸解除,而使鑄件地形狀和尺寸略起變化。
3. 鋅基合金壓鑄件不宜在高溫和低溫(0℃以下)的工作環(huán)境下使用。鋅基合金在常溫下有較好的機械性能。但在高溫下抗拉強度和低溫下沖擊性能都顯著下降。
圖1 時效時間對鋅基合金屈服強度和沖擊韌性的影響
圖2 溫度對抗拉強度的影響
二、鋅基合金種類
Zamak 3: 良好的流動性和機械性能。
應(yīng)用于對機械強度要求不高的鑄件,如玩具、燈具、裝飾品、部分電器件。
Zamak 5: 良好的流動性和好的機械性能。
應(yīng)用于對機械強度有一定要求的鑄件,如汽車配件、機電配件、機械零件、電器元件。
Zamak 2: 用于對機械性能有特殊要求、對硬度要求高、尺寸精度要求一般的機械零件。
ZA8: 良好的流動性和尺寸穩(wěn)定性,但流動性較差。
應(yīng)用于壓鑄尺寸小、精度和機械強度要求很高的工件,如電器件。
Superloy: 流動性最佳,應(yīng)用于壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀復(fù)雜的工件,如電器元件及其盒體。
不同的鋅基合金有不同的物理和機械特性,這樣為壓鑄件設(shè)計提供了選擇的空間。
三、鋅基合金的選擇
選擇哪一種鋅基合金,主要從三個方面來考慮
1. 壓鑄件本身的用途,需要滿足的使用性能要求。包括:
(1) 力學(xué)性能,抗拉強度,是材料斷裂時的最大抗力;
伸長率,是材料脆性和塑性的衡量指標(biāo);
硬度,是材料表面對硬物壓入或摩擦所引起的塑性變形的抗力。
(2)工作環(huán)境狀態(tài):工作溫度、濕度、工件接觸的介質(zhì)和氣密性要求。
(3) 精度要求:能夠達到的精度及尺寸穩(wěn)定性。
2. 工藝性能好:(1)鑄造工藝;
(2)機械加工工藝性;
(3)表面處理工藝性。
3. 3. 經(jīng)濟性好:原材料的成本與對生產(chǎn)裝備的要求(包括熔煉設(shè)備、壓鑄機、模具等),以及生產(chǎn)成本。
四、鋅基合金成分控制
1. 標(biāo)準(zhǔn)合金成分
Zamak 2
Zamak 3
Zamak 5
ZA8
Superloy
AcuZinc 5
鋁
3.8 ~ 4.3
3.8 ~ 4.3
3.8 ~ 4.3
8.2 ~ 8.8
6.6 ~ 7.2
2.8 ~ 3.3
銅
2.7 ~ 3.3
<0.030
0.7 ~ 1.1
0.9 ~ 1.3
3.2 ~ 3.8
5.0 ~ 6.0
鎂
0.035 ~ 0.06
0.035 ~ 0.06
0.035 ~ 0.06
0.02 ~ 0.035
<0.005
0.025 ~ 0.05
鐵
<0.020
<0.020
<0.020
<0.035
<0.020
<0.075
鉛
<0.003
<0.003
<0.003
<0.005
<0.003
<0.005
鎘
<0.003
<0.003
<0.003
<0.005
<0.003
<0.004
錫
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.003
鋅
余量
余量
余量
余量
余量
余量
2. 合金中個元素的作用
合金成分中,有效合金元素:鋁、銅、鎂;有害雜質(zhì)元素:鉛、鎘、錫、鐵。
(1)鋁
作用:① 改善合金的鑄造性能,增加合金的流動性,細化晶粒,引起固溶強化,提高機械性能。
② 降低鋅對鐵的反應(yīng)能力,減少對鐵質(zhì)材料,如鵝頸、模具、坩堝的侵蝕。
鋁含量控制在3.8 ~ 4.3%。主要考慮到所要求的強度及流動性,流動性好是獲得一個完整、尺寸精確、表面光滑的鑄件必需的條件。
鋁對流動性和機械性能的影響見圖3。流動性在鋁含量5 %時達到最大值;在3 %時降到最小值。鋁對沖擊強度的影響見圖3中虛線。沖擊強度在含鋁量3.5 %達到最大值;6 %時降到最小值。含鋁量超過4.3 %,合金變脆。含鋁量低于規(guī)定范圍,導(dǎo)致薄壁件充型困難,有鑄后冷卻破裂的可能。鋁在鋅基合金中不利的影響是產(chǎn)生Fe2Al3浮渣,造成其含量下降。
圖3 鋁對合金流動性和機械性能的影響
(2) 銅
作用:1. 增加合金的硬度和強度;
2. 改善合金的抗磨損性能;
3. 減少晶間腐蝕。
不利:1. 含銅量超過1.25%時,使壓鑄件尺寸和機械強度因時效而發(fā)生變化;
2. 降低合金的可延伸性。
作用:① 增加 銅含量對合金強度的影響見圖4。
圖4 銅對合金強度的影響
(3)鎂
作用:① 減少晶間腐蝕
② 細化合金組織,從而增加合金的強度
③ 改善合金的抗磨損性能
不利:① 含鎂量 > 0.08%時,產(chǎn)生熱脆、韌性下降、流動性下降。
② 易在合金熔融狀態(tài)下氧化損耗。
鎂對合金流動性的影響見圖5。
圖5 鎂對合金流動性的影響
(4)雜質(zhì)元素:鉛、鎘、錫
使鋅基合金的晶間腐蝕變成十分敏感,在溫、濕環(huán)境中加速了本身的晶間腐蝕,降低機械性能,并引起鑄件尺寸變化。
當(dāng)鋅基合金中雜質(zhì)元素鉛、鎘含量過高,工件剛壓鑄成型時,表面質(zhì)量一切正常,但在室溫下存放一段時間后(八周至幾個月),表面出現(xiàn)鼓泡。
圖6 鉛、鎘含量過高造成晶間腐蝕的顯微照片
(5)雜質(zhì)元素:鐵
① 鐵與鋁發(fā)生反應(yīng)形成Al5Fe2金屬間化合物,造成鋁元素的損耗并形成浮渣。
② 在壓鑄件中形成硬質(zhì)點,影響后加工和拋光。
③ 增加合金的脆性。
鐵元素在鋅液中的溶解度是隨溫度增加而增加,每一次爐內(nèi)鋅液溫度變化都將導(dǎo)致鐵元素過飽和(當(dāng)溫度下降時),或不飽和(當(dāng)溫度上升時)。當(dāng)鐵元素過飽和時,處于過飽和的鐵將與合金中鋁發(fā)生反應(yīng),結(jié)果是造成浮渣量增加。當(dāng)鐵元素不飽和時,合金對鋅鍋和鵝頸材料的腐蝕將會增強,以回到飽和狀態(tài)。兩種溫度變化的一個共同結(jié)果是最終造成對鋁元素的消耗,形成更多的浮渣。
圖7 鐵在鋅基合金中的溶解度隨溫度的變化
五、生產(chǎn)中注意的問題
1. 控制合金成分從采購合金錠開始,合金錠必須是以特高純度鋅為基礎(chǔ),加上特高純度鋁、鎂、銅配制成的合金錠,供應(yīng)廠有嚴(yán)格的成分標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)質(zhì)的鋅基合金料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件的保證。
2. 采購回來合金錠要保證有清潔、干燥的堆放區(qū),以避免長時間暴露在潮濕中而出現(xiàn)白銹,或被工廠臟物污染而增加渣的產(chǎn)生,也增加金屬損耗。清潔的工廠環(huán)境對合金成分的有效控制是很有作用的。
3. 新料與水口等回爐料配比,回爐料不要超過50%,一般新料:舊料 = 70:30。連續(xù)的重熔合金中鋁和鎂逐漸減少。
4. 水口料重熔時,一定要嚴(yán)格控制重熔溫度不要超過430℃,以避免鋁和鎂的損耗。
5. 有條件的壓鑄廠最好采用集中熔爐熔化鋅基合金,使合金錠與回爐料均勻配比,熔劑可更有效使用,使合金成分及溫度保持均勻穩(wěn)定。電鍍廢品、細屑應(yīng)單獨熔爐。
鋅合金一般采用熔融法制備,再壓鑄或壓力加工成材。按加工方式可分為變形鋅合金、鑄造鋅合金和熱鍍鋅合金。
(1)變形鋅合金
變形鋅合金包括Zn-Al合金(如ZnAl4-1、ZnAl10-5)和Zn-Cu合金(如ZnCu1、ZnCu1.5)兩類。Zn-Al合金常用于制造各類擠壓件,Zn-Cu合金常用于制造軸承和日用五金等。Zu-Cu-Ti合金是新發(fā)展起來的合金,具有較高的蠕變極限和尺寸穩(wěn)定性。
(2)鑄造鋅合金
鑄造鋅合金可分為壓鑄鋅合金、高強度鋅合金和模具用鋅合金等。
壓鑄鋅合金牌號有ZZnAl4、ZZnAl4-1等。ZZnAl4主要用于壓鑄大尺寸、中等強度和中等耐蝕性的零件。ZZnAl4-1主要用于壓鑄小尺寸、高強度和高耐蝕性零件。高強度鋅合金的鋁含量較高,具有較高的強度和鑄造性能,常用牌號有ZZnAl27-1.5等,主要用于制造軸承、各種管接頭、滑輪及各種受沖擊和磨損的殼體鑄件。模具用鋅合金牌號為ZZnAl4-3,主要用于制造沖裁模、塑料模和橡膠模等。鋅合金模具成本低。
(3)熱鍍鋅合金
熱鍍鋅合金牌號有RZnAl0.36、RZnAl0.15,主要用于鋼材熱鍍鋅。
一、鋅基合金的發(fā)展
1930年"二戰(zhàn)"前夕,德國為了解決銅資源緊缺和高成本的問題,開始尋找錫青銅、鉛黃銅及巴氏合金的替代品,啟動了新一代滑動軸承合金的研究。
1935年,德國經(jīng)過近五年的研究,發(fā)現(xiàn)鑄造鋅基合金和鑄造鋁基合金的力學(xué)性能和減摩性能均可以超過銅基合金和巴氏合金。
1938年德國成功地使用鑄造鋅基合金替代錫青銅、鋁青銅和使用鑄造鋁基合金替代了巴氏合金等用來制造軸瓦(套)產(chǎn)品,而且裝備到軍事坦克和汽車中并取得良好的效果。
1939-1943年"二戰(zhàn)"期間,德國鑄造鋅基合金和鑄造鋁基合金的年使用總量由7800噸猛增到49000噸,這一變化引起了國際鉛鋅組織的高度關(guān)注和重視。
1959年,國際鉛鋅組織成員單位聯(lián)合啟動了一項科研計劃,命名為"LONG-S PLAN",其宗旨是研發(fā)一種比銅基合金和巴氏合金的性能更高、使用壽命更長的新一代減摩合金,在該計劃中將此研發(fā)中的減摩合金稱之為long-s metal。
1961-1963年間,國際鉛鋅組織成員單位率先研制出鋁基long-s metal減摩合金,牌號分別為AS7、AS12、AS20等。鋁基合金AS7、AS12首先被應(yīng)用在汽車上替代了傳統(tǒng)的銅基合金軸瓦,使汽車的高速性能得到了很大提高,促進了汽車工業(yè)快速發(fā)展;在此之后鋁基合金AS20又在大、中型電動機、汽輪機、水輪機、工業(yè)泵、鼓風(fēng)機、壓縮機等高速、中低載荷的工況下得到了應(yīng)用,替代了傳統(tǒng)的巴氏合金,促進了裝備制造業(yè)的快速發(fā)展。
上世紀(jì)70年代初期,加拿大Norand Mines Limied研究中心與美國Zastern公司合作,研制出鋅基long-s metal減摩合金ZA8、ZA12、ZA27等,并將ZA27減摩合金應(yīng)用在軋鋼機、壓力機、齒輪箱、磨煤機、空調(diào)、精密機床等低速、重載的工作場合,全面替代了傳統(tǒng)的銅基合金減摩材料。
新一代long-s metal減摩合金的問世受到國際上廣大用戶的極大關(guān)注,許多工業(yè)發(fā)達國家都在long-s metal研發(fā)上投入更多的人力、物力,僅美國就有數(shù)十家公司開發(fā)long-s metal鋁基、鋅基等系列減摩合金。
由于long-s metal具有優(yōu)良的減摩性、較好的經(jīng)濟性,在制造業(yè)領(lǐng)域迅速得到推廣并全面替代銅基合金、巴氏合金等傳統(tǒng)減摩合金,具有很強的市場競爭力。
后來人們稱long-s metal軸承合金為新型減摩合金。
美國Zastern公司技術(shù)顧問Mr.Bess在其介紹"LONG-S PLAN"文章中指出:研制經(jīng)濟型long-s metal鋅基合金的目的,不僅僅是要在傳統(tǒng)軸承合金能夠勝任的場合替代它們,更重要的是通過long-s技術(shù),使long-s metal應(yīng)用于銅基合金和巴氏合金在強度、耐磨性不能滿足要求的場合。
據(jù)Mr.Bess當(dāng)時的預(yù)測:"long-s metal鋅基合金在近期會有一個很大的發(fā)展,其生產(chǎn)規(guī)模和銷售市場將迅速擴大,二十一世紀(jì)將是long-s metal 鋅基合金的全盛時期。"
二、國內(nèi)鋅基合金的發(fā)展
緣于新型long-s metal鋅基合金與傳統(tǒng)的巴氏合金皆可用于制造滑動軸承,而且制造成本遠遠低于巴氏合金,故long-s metal被國內(nèi)音譯為"龍氏合金",業(yè)內(nèi)稱long-s metal為新型減摩合金,更多人習(xí)慣稱之為新型軸承合金。
1982年,國家鑄造技術(shù)的歸口單位沈陽鑄造研究所,引進了美國ASTM B791-1979標(biāo)準(zhǔn)中l(wèi)ong-s metal ZA27鋅基合金,經(jīng)過近二年的消化吸收,開發(fā)出了國產(chǎn)鋅基ZA27新型軸承合金,國家標(biāo)準(zhǔn)代號為ZA27-2,標(biāo)志了我國新型減摩合金的發(fā)展拉開了序幕。
1985年,由時任遼寧省副省長陳淑芝女士的倡導(dǎo)和沈陽鑄造研究所有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下,成立了由沈陽鑄造研究所的技術(shù)精英組成的沈陽軸瓦材料研究所,專門從事引進國外先進的long-s metal技術(shù),以推動國內(nèi)"龍氏合金"技術(shù)的發(fā)展及推廣。
1991年,沈陽軸瓦材料研究所首先在鋅基ZA27-2合金的基礎(chǔ)上,研究開發(fā)了高鋁鋅基ZA303合金材料,解決了ZA27-2低溫脆性等缺點,并與當(dāng)年通過了沈陽市科學(xué)技術(shù)委員會科學(xué)技術(shù)成果鑒定,自此"龍氏合金"技術(shù)在國內(nèi)各大高等院校和科研單位進行大范圍的擴散和技術(shù)交流,推動了我國"龍氏合金"的快速發(fā)展。
三、鋅基合金進入了"微晶合金"時代
1990年7月,第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)會議在美國巴爾的摩舉辦,標(biāo)志著納米科學(xué)技術(shù)的正式誕生,該會議正式宣布納米材料科學(xué)為材料科學(xué)的一個新分支。
1999年,納米技術(shù)走向市場,基于納米技術(shù)的產(chǎn)品全球年總營業(yè)額高達到500億美元;一些國家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計劃,投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地。日本設(shè)立納米材料研究中心,把納米技術(shù)列入新5年科技基本計劃的研發(fā)重點;德國專門建立納米技術(shù)研究網(wǎng);美國將納米計劃視為下一次工業(yè)革命的核心;中國也將納米科技列為中國的"973計劃"。
2001年,源自納米技術(shù)所衍生出來的一個技術(shù)分支---微納米應(yīng)用技術(shù)。發(fā)達國家的微納米應(yīng)用技術(shù)在基礎(chǔ)材料領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用并取得了驚人的成果,尤其是應(yīng)用微納米技術(shù)制造出的許多微晶合金材料,正在對人類產(chǎn)生深遠影響,已徹底改變了人們的思維方式。
2005年,中國微米納米技術(shù)學(xué)會正式成立,標(biāo)志著我國的微納米應(yīng)用技術(shù)起步,在滿足功能材料個性需要方面與發(fā)達國家站到了同一起跑線上。
中國微米納米技術(shù)學(xué)會會員單位的科研人員將微納米技術(shù)應(yīng)用在特種減摩合金材料領(lǐng)域,先后開發(fā)出了為滿足某些單項性能有特殊需求的微晶合金材料,如航空發(fā)動機用輕體鎂基微晶合金、耐高溫的鎳基微晶合金、要求高度可靠性的銀基微晶合金等。特種微晶軸承材料不僅填補了減摩材料國內(nèi)的空白,而且從材料的單項性能方面保持了與世界微晶合金技術(shù)的同步發(fā)展。
2009年,中科院沈陽金屬研究所、沈陽鑄造研究所、沈陽理工大學(xué)等微納米技術(shù)應(yīng)用研究領(lǐng)域的專家們,開展產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān);研發(fā)出一整套微合金化處理及低溫急冷等聯(lián)合熔鑄工藝技術(shù)(俗稱三次熔煉工藝法),實現(xiàn)了鋅基微晶合金的制備;已有四種鋅基微晶合金材料在國內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)了批量生產(chǎn),其中包括具有超低減摩系數(shù)的微晶鋅基合金LZA3805,具有較大PV值特性的微晶鋅基合金LZA4008,具有超耐磨特性的微晶鋅基合金LZA4205,具有良好抗沖擊特性的微晶鋅基合金LZA4510等。
鋅基微晶合金可以滿足單項性能特殊要求的特性,是區(qū)別于傳統(tǒng)普通減摩合金的重要標(biāo)志,為裝備制造業(yè)實現(xiàn)減摩材料的定制化生產(chǎn),滿足了設(shè)備制造的個性化需求,為實現(xiàn)裝備制造的高效率、高精度、高可靠性、低成本等方面提供了有力的保障。
2010年,采用鋅基微晶合金制造的軸瓦、軸套、蝸輪、滑板、絲母等系列減摩產(chǎn)品,已經(jīng)成功地在鍛壓設(shè)備制造行業(yè)、數(shù)控機床制造行業(yè)、減變速機制造行業(yè)、重型礦山設(shè)備制造行業(yè)、工程機械制造行業(yè)中得到了應(yīng)用。
鋅基微晶合金產(chǎn)品以其高可靠性及穩(wěn)定性成功替代傳統(tǒng)減摩合金和新型減摩合金產(chǎn)品,取得了良好的社會效益和巨大的經(jīng)濟效益,標(biāo)志我國鋅基合金的發(fā)展進入了"微晶合金"時代!
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文章綜述了近年來高鋁鋅基合金的研究進展及應(yīng)用,闡述了鋁含量對高鋁鋅基合金性能影響的研究,論述了通過變質(zhì)合金化處理、晶粒細化機制、熔體熱速處理等方法和措施改善高鋁鋅基合金性能的研究現(xiàn)狀,并在此基礎(chǔ)上對高鋁鋅基合金的進一步發(fā)展提出了建議。
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電鍍鋅基合金的研究及應(yīng)用概況
建設(shè)年產(chǎn)20萬噸鋅基合金生產(chǎn)線項目
●項目背景:西北鉛鋅冶煉廠是國家“七五”計劃重點建設(shè)項目之一,1986年開工建設(shè),是國內(nèi)首家采用109m2大型流態(tài)化焙燒爐和10萬噸/年單系列濕法煉鋅的廠家,其工藝采用沸騰焙燒-兩段熱酸浸出-黃鉀鐵礬除鐵-三段逆銻凈化-大極板電解連續(xù)生產(chǎn)的新型濕法冶煉工藝。目前建設(shè)亞洲最大的152m2大型流態(tài)化焙燒爐即將投產(chǎn)。為延伸產(chǎn)業(yè)鏈,提高產(chǎn)品附加值,開發(fā)鋅基合金產(chǎn)品。
●項目概況:新建年生產(chǎn)能力達20萬噸的鋅基合金項目,其中熱鍍合金15萬噸,壓鑄合金5萬噸,包括鋅基稀土合金。
●建設(shè)條件:西北鉛鋅冶煉廠于2000年開發(fā)生產(chǎn)出第一批合格的熱鍍鋅合金,形成4000噸產(chǎn)能。經(jīng)過技術(shù)改造,2001年底形成了2萬噸的年生產(chǎn)能力。2002年初又開發(fā)成功壓鑄合金。2004年經(jīng)過進一步的擴能改造,新增產(chǎn)能2萬噸,鋅合金產(chǎn)能擴大到了4萬噸并持續(xù)至今。
●投資估算:項目總投資7500萬元。
●經(jīng)濟效益
:按照目前鋅基合金價格15500元/噸,利潤200元/噸計算,建設(shè)年產(chǎn)20萬噸鋅基合金項目:年產(chǎn)值31億元、利潤4000萬元、投資回收期1.88年。
●市場分析:鋅的最大應(yīng)用領(lǐng)域是鍍鋅。近年來,我國鍍鋅板產(chǎn)量接近1500萬噸,按每噸鍍鋅板消耗40公斤鋅計算,用鋅合金量約60萬噸,占鋅消費量的16%(發(fā)達國家是33%)。
鋼鐵企業(yè)是用鋅的大戶。大型鋼鐵企業(yè),如寶鋼、鞍鋼、武鋼、馬鋼、本鋼、攀鋼、邯鋼、唐鋼等都先后建設(shè)了熱鍍鋅機組。汽車板是鍍鋅板中的高端產(chǎn)品。2010年,我國轎車產(chǎn)量達到1000萬輛,需板材565萬噸,其中鍍鋅板216萬噸。因此,通過對同行業(yè)鋅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和鋅基合金市場需求分析,有必要擴大白銀有色集團股份有限公司西北鉛鋅冶煉廠鋅基合金系列產(chǎn)量,在提高企業(yè)競爭力的同時,也將產(chǎn)生客觀的經(jīng)濟效益。西北鉛鋅冶煉廠二期鋅資源利用項目建成后,電鋅產(chǎn)能將達到26萬噸,為鋅基合金的擴產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
●項目進展情況:已經(jīng)完成項目建議書。
●合作方式:多種合資合作方式:引進戰(zhàn)略投資,股權(quán)、債券投資,雙方共同出資,開拓市場。
●聯(lián)系單位及聯(lián)系人:白銀有色集團股份有限公司科技發(fā)展部王軍輝
●聯(lián)系電話:0943-8812290 13034155327
●傳 真:0943-8811778
●郵 箱:13034155327@163.com
以質(zhì)量%計,以上且低于42%、N:0.001~0.04%、Mn:0.05~0.5%,余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。本發(fā)明還提供一種Ni基合金,以質(zhì)量%計,含有Cr:大于43%且為50%以下、Mo:0.1~2%、Mg:0.001~0.05%、N:0.001~0.04%、Mn:0.05~0.5%,余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。上述合金中作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量為0.05%以下。
除承受磨料磨損、黏著磨損及其他類型的磨損外,還要經(jīng)受介質(zhì)腐蝕和高溫氧化作用的一類鎳合金。故鎳基工作條件比一般的耐磨鋼和耐磨鑄鐵要復(fù)雜得多。
這種材料一般用作在空氣或低潤滑液體中工作的耐磨零件,如石油化工設(shè)備、原子能設(shè)備以及噴氣飛機和內(nèi)燃機等中的閥門、泵件、活塞、活塞環(huán)、密封件、制動器、挺桿、輪葉及葉片等。