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锌基轴承合金的液－固态揉捏成型工艺
来源:海力轴承网 时间:2013-08-28
锌基耐磨合金作为轴承资料；其功能可与国内广泛运用的锡青铜相媲美；是一种可代替锡青铜的抱负资料[1].我国铜、锡资源缺少；锌储量丰厚；推行锌基轴承合金就可处理国内轴瓦用材难题.但是；当前锌基合金大多以合金锭的方式供货；通常用户因用量有限；大多无重熔浇注设备；阻止了该资料的推行运用.若选用铸锻联合工艺；对熔炼后的锌基合金进行液－固态揉捏进而制成用户可直接进行机加工的不一样规范型材和坯料；将推进锌基合金资料的推行应用.
1 实验条件和办法
1。1实验用锌基合金的化学成分
实验资料为洛阳工学院开发研发的3#、4#锌基合金.
1。2熔炼和揉捏设备
合金熔炼设备为高频电炉；揉捏设备为YASS-315型油压机.先在高频电炉中进行熔炼浇铸成锌基合金锭；然后在油压机现场把合金锭放入电阻炉中重熔后；进行液－固态揉捏；制成毛坯；最终毛坯经热固态揉捏制成管材.考虑到电炉的熔化才能和油压机行程的约束；取揉捏成型管材的外径为50mm、内径为20mm、长度为400～500mm.
1。3工艺计划与工艺道路
别离选用重力铸造(金属型)和液－固态揉捏两种工艺；用锌、铝、铜锭及其它合金作为质料；合金锭熔化温度为520～540℃.液－固态揉捏时；将模具预热到100℃以上；将金属液浇入模腔；随后进行揉捏.首要工艺道路如下：
合金熔炼(520～540℃)→
液－固态揉捏孔型毛坯(480～500℃)→
热固态揉捏管材(280～300℃).
1。4液-固态揉捏模具
本模具选用分离式活动心轴.浇入液态金属前先将心轴刺进凹模内；用压机下顶出缸将下顶杆2顶在上限方位；以托住心轴1.揉捏时空心凸模下行.心轴导入凸模中间孔之中；待金属液被彻底关闭后即开端揉捏.液态金属浇入温度较低的模腔后；凡与模具外表触摸的有些均很快凝结；然后构成一个较薄的关闭的固态外壳.为了确保液态金属在三向压应力状态下结晶、凝结和变形；要预先调整好顶出缸的反压压力.揉捏完毕后使用顶出缸将已彻底凝结的空心金属毛坯连同心轴一同顶出凹模；最终在模具外面再将心轴从坯猜中压出来.
液－固态揉捏模具
1、活动心轴，2、下顶出杆，3-空心凸模，4-凹模
2 力学功能比照实验
别离从4#锌基合金的液-固态揉捏的毛坯；热固态揉捏后的管材以及重力铸造的铸件上截取试样；检测其力学功能.按需求制成规范形状和尺度的拉伸试样和冲击试样.冲击试样为V型缺口试样；其外形尺度为55mm×10 mm×10 mm；V型缺口深度2 mm×45°；每检测项取3个试样.
表2 锌基合金型材不一样工艺条件下的成型试件的力学功能
从检测成果能够看出；与铸态锌基合金比较；锌基合金经液－固态揉捏变形后各项力学功能目标均有不一样程度的进步；其间塑性和耐性目标成倍进步；固态揉捏合金的功能最棒；比铸态的功能更为抱负.这首要归结于合金熔液在结晶过程中的揉捏变形；合金晶粒细化；以及成分偏析得到按捺.该合金在液－固态揉捏时；或多或少还会残留一些铸态安排；但在热固态揉捏中饱尝更为剧烈的塑性变形时；铸态安排则会彻底消除；合金安排也更为细密.这些也能从其力学功能上的差异上反映出来.
3 磨损实验
通常来说；揉捏变形合金管材的安排呈纤维状；有显着的流线；不一样方向上的力学功能的不一样很大；热固态揉捏管材的安排的各向异性更为显着.为澄清锌基合金安排与耐磨功能之间的联系；对不一样加工状态下的锌基合金进行了磨损实验；实验在MM-200磨损实验机上进行.
实验载荷为50kg；速度为0。32m/s；用20#机油作润滑剂；冲突时刻为2h；以HRC50～52的45钢轴试样为对磨资料；实验成果如图2所示.
此外；还测定了3#、4#锌基合金与锡青铜ZQSn6-6-3的相对耐磨性(ε)；实验设备、实验条件均与锌基合金磨损实验的一样；仅仅冲突时刻缩短为1。5h；实验成果如图3所示.
相对磨耐性ε=B′/B.式中：B为基准试样(3#)的磨痕宽度(相对耐磨性为1).B′为实验试样的磨痕宽度.
由图2能够看出；液－固态及固态揉捏锌基合金的耐磨功能均比铸态的好得多；其间以固态揉捏的耐磨功能为最棒.由图3能够看出；液－固态和固态揉捏的锌基合金的耐磨功能均比常用的青铜资料ZQSn6-6-3的好.
4 定论
锌基合金管材的液－固态揉捏成形工艺是彻底可行的；管材的各项功能均显着地优于铸态的.拉伸强度σb进步20。6%；伸长率δ5进步4。7倍；冲击耐性AkV进步2。9倍.
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