Литейный антифрикционный сплав на основе алюминия

Авторы патента:

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.

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.

Формула изобретения

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

Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия системы Al-Mn, для производства тонких холоднокатаных листов, используемых для последующей холодной формовки в изделиях сложной формы, таких как сосуды, емкости, банки и др., в том числе сварные конструкции

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него // 2215805

Изобретение относится к области металлургии, а именно к Al-Li сплавам пониженной плотности, предназначенным для применения в качестве конструкционных материалов в авиакосмической технике

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него // 2215055

Изобретение относится к области металлургии, а именно к Al-Mg-Si-Cu-сплавам повышенной коррозионной стойкости, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала в транспортном машиностроении, включая авиацию

Сплав на основе алюминия // 2004610

Сплав на основе алюминия // 2001154

Изобретение относится к сплавам на основе эпюминия, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала Сплав содержит (мас%) магний 5,0 - 6,0

Литейный сплав на основе алюминия // 1675372

Изобретение относится к литейным сплавам на основе алюминия, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала

Порошковый сплав на основе алюминия // 1673621

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым сплавам на основе алюминия, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала

Литейный сплав на основе алюминия // 1507839

Изобретение относится к литейным сплавам на основе алюминия, предназначенным для изготовления радиаторов отопительных систем

Сплав на основе алюминия для изготовления деталей сложной формы // 1185878

Сплав на основе алюминия // 668364

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него // 2237098

Изобретение относится к высокопрочным сплавам пониженной плотности на основе системы алюминий-медь-литий и может быть использовано в авиакосмической, судостроительной и автомобильной отраслях промышленности

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него // 2278179

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе алюминия системы алюминий-медь-магний

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него // 2299256

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к сплавам на основе алюминия системы алюминий - медь - магний

Сплав на основе алюминия и изделия из него // 2327758

Изобретение относится к области металлургии, в частности к высокопрочным алюминиевым сплавам системы алюминий-медь-магний-литий, применяемым для изготовления изделий, используемых в ответственных авиакосмических конструкциях

Изделие из алюминиевого сплава с высокой стойкостью к повреждениям, в частности, для применений в авиационно-космической промышленности // 2353700

Изобретение относится к алюминиевым сплавам, в частности алюминиевым сплавам типа Al-Cu-Mg, изделиям, выполненным из них, и способу выполнения таких изделий

Деформируемый сплав на основе алюминия и изделие из него // 2385359

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала, в том числе для бурильных труб

Сплавы серии 2000 с повышенными характеристиками стойкости к повреждениям для аэрокосмического применения // 2418877

Изобретение относится к изделию из алюминиевого сплава серии 2ххх, который может быть использован в аэрокосмической промышленности

Способ производства продуктов из алюминиевых сплавов серии аа2000 // 2443798

Изделие из алюминиевого сплава с высокой стойкостью к повреждениям, в частности, для применений в авиационно-космической промышленности // 2477331

Изобретение относится к способу изготовления изделия и изделию, полученному указанным способом, из деформируемого алюминиевого сплава серии АА2000, обладающего повышенными прочностью и вязкостью разрушения и пониженной скоростью роста усталостных трещин и имеющего состав в мас.%: Cu от 4,4 до 5,5, Mg от 0,3 до 1,0, Fe<0,20%, Si<0,20, Zn от 0,10 до 0,40 и Mn от 0,15 до 0,35 в качестве элемента-дисперсоидообразователя в сочетании с Ag от 0,2 до 0,8 и, необязательно, одним или более из элементов-дисперсоидообразователей, выбранных из группы, состоящей из: Zr<0,5, Sc<0,7, Cr<0,4, Hf<0,3, Ti<0,4, V<0,4, остальное - алюминий и другие примеси или случайные элементы, при этом содержание Mg и Cu соответствует соотношению -1,1[Mg]+5,38 [Cu] 5,5

Улучшенные алюминиево-медно-литиевые сплавы // 2497967

Изобретение относится к алюминиево-медно-литиевым сплавам, имеющим улучшенное сочетание свойств, и продуктам из них, таким как стрингер и лонжерон самолета. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава состоит из: 3,6-4,0 вес.% Cu, 1,1-1,2 вес.% Li, 0,4-0,55 вес.% Ag, 0,25-0,45 вес.% Mg, 0,4-0,6 вес.% Zn, 0,2-0,4 вес.% Mn и 0,05-0,15 вес.% Zr, остальное составляют алюминий и второстепенные элементы и примеси. Обеспечивается улучшенное сочетание прочности и вязкости алюминиевого сплава. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 8 табл., 2 пр.