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[交流] 一种比铜合金耐磨几十倍的铝基合金

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    2018-12-19 20:43
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2017-10-19 09:39:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    x
    一种比铜合金耐磨几十倍的铝基合金/ L" \9 b: O, z0 n  s
    一种高强度高耐磨低膨胀系数的铝基合金
    , i4 m# j+ G9 g, f                                  发明专利号:2016102591895
    4 X- m7 {; N. I+ B3 S+ m# y金属铜是一个国家的战略资源,中国是一个铜资源较少而年消耗量巨大的国家。特别近几年来,我国的制造行业的发展速度提高,我国铜及铜合金的消耗量也急剧增加,国外大批量铜材借机进入我国市场,铜的价格也日渐攀升,然而铸造铜合金普遍存在高耗能,污染环境的问题,铜合金生产成本也随之提高,导致企业生产成本加大,在激烈的市场竞争中一直都是无可奈何的选择。世界各国都在研发寻求综合性能好,性价比高的新型合金材料来替代铜合金,针对此状况我工厂积极研发新型替铜材料' z" a5 Y6 v9 ~0 ^) D2 u* l
    目前国内在很多机械制造行业中所使用的耐磨件大多为锡青铜,牌号为ZCuSn6Zn6Pb3、ZCuSn10Pb1、ZCuSn10Pb5等。7 B7 B0 h! C' I( A4 n
    本发明经过多年的研发试验,并在权威机构进行了一系列的检测,整理出一套全新的铝基合金配方,独特的铸造工艺以及多样化的热处理工艺,可大范围内替代价格昂贵的铜合金,其耐磨性是铜合金的几十倍。(详情可参考相关检测报告)广泛应用于制造轴套、轴瓦、螺母、蜗轮、滑块、导轨等机械配件中。0 a+ L( m% w/ U9 X0 ?, N; w
    合金配方及铸造调整:以铝为基础添加Zn、Cu、Mn、Mg等多种金属元素,采用添加多种的添加剂对合金进行细化球化,排气除渣净化金属液体。
    / T6 A' f9 k2 Z2 B* J采用多种铸造方式获取不同强度的铸件。4 J' M" k" f8 i3 ~  e4 B
    热处理创新:由于合金铸造方式的不同,合金的致密度会存在一个变量,高强度铸件具有相应的内应力,对毛坯要进行不一样的热处理。也可以对合金的膨胀系数进行优化,从而获得高强度、高硬度、高塑性、高耐磨的技术性能。
    . a+ g) a; U5 q! y该合金铸造性能优越:$ b* c$ i, P: y- P5 {. m) H* E
    可重力浇铸(砂型、金属型)
    : A6 O! b: x1 |! w! \压铸(立式压铸、卧式压铸)$ d' W6 x- u9 T3 K
    连续铸造(管材、棒材、板材、异形材)
    & z+ H! x+ W8 ?' S5 M) e液态模锻(结构复杂件,高标准配件)
    8 m% x/ N' k7 z与青铜相比4 e  x3 j: {9 s/ H
    1.强度、硬度和许用压力超过锡、铅等青铜,许用速度相近。完全能够满足轴瓦等独立减摩耐磨零件使用条件的需求。& ~% s; M; F2 N/ n  c
    2.对润滑油的亲和力较强,自润滑性更好,加上其冶金特性(熔点低,不易与钢轴发生冶金结合),因此使用中抗粘着性强,减摩耐磨特性更加突出。0 S1 {+ I/ P4 B4 x2 W7 Y
    3.摩擦系数低,磨损小,因而使用寿命更长。同等使用条件下,一般在铜瓦的数十倍以上,从而降低了配件的采购成本。
    3 r+ n. ^/ k6 o4.热导率大(λ=125),散热快,磨面温升慢且低,对配对摩擦有更好的保护作用。/ l! O0 i& H. i9 E' ~( q) L4 c
    5.材料密度低(ρ=4.8g/cm3),产品质量轻,安装、维护更加容易、方便。
    2 p+ G; K9 p1 w6.具有较高阻尼特性,减振抗噪。# h9 j  M8 P1 }2 {" j
    高强度铝基合金具有以下特点:
    1 ]$ _- ~# K. ~) }& y高强韧性                      顺应性、嵌藏性、减震性、自润滑性、机加工性好
    / C6 p" ~2 J9 j: l0 c4 y% ]* }% v高耐磨减磨性,摩擦系数低      比重轻、转动惯性小% r3 I$ D1 z! D6 r. N9 J
    高强度                        可焊接、耐腐蚀
    $ w8 `( S4 |/ i! @1 g9 ~- X高硬度                   无磁性、无火花、噪音低
    * w7 i2 e. X7 o2 l% Z- d! z( K高致密度                      防抱轴、散热快
    " x6 e$ h) `! I# b4 ^! B- U高性价比、使用寿命长          可电镀、可喷涂$ `$ S7 N" U! k0 v, S5 j& I

    * p* `& b* r$ \4 j% s. L6 z9 ^. ^# y应用范围广泛:
    # D0 k; O4 F7 X5 n; q: i5 u采用铝基合金制造的轴瓦、轴套、蜗轮、滑板、丝母等系列减摩产品,可在锻压设备制造行业、数控机床制造行业、减变速机制造行业、重型矿山设备制造行业、工程机械制造行业、柱塞泵行业中得到应用。' i; w4 Q! Y. F* i
    以下介绍铝基合金在几种行业的应用前景:: j& a5 b; m) h- _) o
    一 轴承座
    1 l* v& Z2 [- u4 Q轴承座中的滑动轴承座,外壳为铸钢或铸铁,内部装配铜合金轴套、轴瓦。产品结构简单,生产工艺简单,国内生产企业很多,仅江苏响水县生产轴承座的企业就有四五十家。,国内的生产企业就更是数不胜数。国外也有数种品牌在中国销售:日本NSK、瑞典SKF、美国TIMKEN、德国INA等, B% j. f' C% [5 T& H# J/ g1 \
    滑动轴承正在很多应用中替代滚动轴承,和滚动轴承相比,滑动轴承具有承载力高,抗震性好,工作平稳可靠,噪音小,寿命长等特点。广泛应用包括泵、工程机械、水利工程、农业、输送设备和建筑机械等许多领域。市场需求量大,而且很大。; f) z8 n0 G+ a' Y6 x# e
    如何创造国际大品牌的轴承座,首先要能生产出高品质的轴承座产品,这是最重要的也是最根本的。/ N6 _$ E* p1 Z7 r3 |
    如果用本发明的铝基合金材料替代铜合金,第一成本降低,第二使用寿命可保证三倍以上,在竞争激烈的市场中,可以拼质量,拼服务,可以拼价格,在适当的时候可以拿国外品牌的轴承座和我方的轴承座,在同压力、同温度、同转速、同时间的环境中,进行实际试验对比,拿出真实数据,打造国际最好的滑动轴承座。
    5 D* A* k* x8 M) O* K8 t" Y二 机床设备上的应用5 L! V; O& [2 t* t/ e- m
    在目前国内机床行业中,竞争非常激烈,要在市场中站住脚,必须比价格,比质量。) ^6 a8 a# ^' z$ }! d( N
    本发明的铝基合金,可制造:" @! }6 A* h7 S) _% g# y$ K
    车床:蜗轮、螺母、花键套、减振齿轮、轴套。
    2 p  F+ x( ?: f) g6 r* F1 L  H, Y- h磨床:上下支承块、蜗轮、锥套、轴套,螺母等2 E, F8 s& z& L) G2 R
    锻压机床:螺母、蜗轮、导轨、导套等3 @0 y9 X! e' e* W4 c
    数控立式车床:滑动螺母、横梁升降螺母、蜗轮,横梁提升蜗轮等$ w9 j! p: Y! R: E* w7 p9 P
    滚齿机:蜗轮、分度蜗轮、耐磨环、垫圈、轴套等5 v* |2 ?) ]% P% M& T
    数控落地卧式铣镗床:蜗轮、螺母、镶条、导轨板、液压油腔板、轴套、油腔板压板等。
    + K$ _; g( Z3 U& r6 P- A: H9 B( E5 F2 i三 油泵配件8 v- o1 g: N; I6 {- _, B
    本发明铝基合金经过两年时间,与美国某大型油泵企业挂钩,制造了油泵缸体,原缸体需要粗加工、烧结、精加工的生产程序,其中的烧结成品率达不到100%,经常出现缸体内的铜套脱落,每年赔偿就二百多万,使用本发明铝基合金直接铸造一体化油泵缸体,一次性加工成品,不存在烧结脱落问题,在试验台连续工作半年后,完全达到中压使用要求,现已备案。7 D) c+ C$ Q* t1 C% z% S7 K- _6 e
    试验成功后,与中国油泵之乡江苏启东数个单位进行接触2 T7 z3 I0 `& g9 _2 v
    一 替代原有铜套,已通过破坏性高压试验,耐磨性及强度完全符合要求。
    7 V& `4 \- [; u二 铸造一体化缸体,已通过检测,完全符合使用要求。& F6 M0 o4 y7 Y+ w2 {1 v3 H
       油泵的生产企业在国内有数百家,其生产规模大小不一,但铝基合金一体化缸体的生产,唯独我方一家,其市场之大可想而知。  Z8 x) |9 A$ s) a( n6 e1 l; W1 T
    四 履带式车辆(如:坦克,推土机,挖掘机等)
    9 r6 r: o; b$ k9 p% U9 p  履带式车辆行走部分的导向轮支重轮,内部有一个部件叫铁套合件,在铁套内部压入铜合金套或双金属套,双金属套的内层也是铜合金,而铝基合金的强度和耐磨性要远远超过铜合金,试想一下,假设坦克行走10000公里就要更换耐磨轴套的话,用了铝基合金轴套,哪怕是三倍寿命,也大大提高了军事战斗力,也节省了大量的维修更换费用,为我国的国防工业做出一定的贡献。7 H; |1 u# T6 u8 C
        由于本发明铝基合金的铸造性能优越,可实现大规模连续铸造,生产出各种规格的板材、管材、棒材以及异形型材。! J( Z2 h  t$ R3 u. K! Q9 i
    板材可应用于耐磨板、耐磨轨道等,管材可制造轴套、螺母、耐磨圈等,棒材可制造耐磨块……
    ( w+ F7 i3 w* u% O$ N本发明铝基合金可以达到高硬度HB180,其断裂面致密度很高,如高碳钢的断裂面。也可以硬度低,韧性好,如铆钉一样卷边。材料的配比、铸造工艺和热处理可因产品的需要而调整,确保达到使用要求。  j2 @9 ~' o8 Q) z. }/ C
    铝基合金在价格和质量方面,可完全在某些领域替代铜合金,其市场潜力巨大,期待您的关注与支持!% g: ?3 u  c/ h% p+ Y
    0 G- O' B5 ?5 i! H& r
                                              发明专利号:2016102591895
    : o- j, d) i% C$ c6 Q专利人:程鹏9 f+ k. B% a" Y
    联系人:陈培余13814468642
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    2018-3-18 07:14
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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2017-10-19 10:30:47 | 显示全部楼层
    本帖最后由 castengineer 于 2017-10-19 10:42 编辑
    1 b+ V; o1 r, b; {0 ^' ]8 ]  a7 ?8 o3 C4 @$ G9 O2 M
    "使用本发明铝基合金直接铸造一体化油泵缸体"
    9 {8 _0 ?( Y3 _3 H9 W9 R" l4 c
    ( v: K# i& ~7 e/ X
    7 K0 C) ~' y% a( `- i专利可以报----很可能是悬浮铸造.有如论坛的一个贴子---含6.5-6.7碳量的球墨铸铁.也是专利.  V9 G* B, u2 C. G) N/ v

    9 _! l* t0 k" B! _+ V; j* D3 x30多年前,日本这样的实例很多.国内也有案例.只能报专利.如不,应当报发明.因为它颠覆了铸造铝合金的制造的传统工艺.
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    2018-12-19 20:43
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    [LV.7]常住居民III

     楼主| 发表于 2017-10-19 11:01:06 | 显示全部楼层
    castengineer 发表于 2017-10-19 10:30  n% k6 u+ P, @3 d/ j( r: K/ o3 e
    "使用本发明铝基合金直接铸造一体化油泵缸体"
    2 {6 B- `! a: t* x( y; [; B
    新的发明专利,我参与一起开发市场,我觉得不错哈
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    2021-10-28 10:45
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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2017-10-19 11:40:57 | 显示全部楼层
    靖江山水 发表于 2017-10-19 11:01% g) U: L! g: B# x6 G9 A
    新的发明专利,我参与一起开发市场,我觉得不错哈
    ; ?4 E. i2 w$ J8 r, ^+ a
    恭贺陈工!
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2017-10-19 14:39:45 | 显示全部楼层
    castengineer 发表于 2017-10-19 10:30: K9 J1 l/ z% T
    "使用本发明铝基合金直接铸造一体化油泵缸体"
    : |) M+ Q: |, R8 T* k( a  F- S
    董工分析的很有道理,前一段时间我们还谈到类似的事~
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    昨天 22:14
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2017-10-20 02:05:17 | 显示全部楼层
    东西看起来很好,可能部分场景需要实际使用测试,如果装机测试良好,这项技术的发展前景会很好
    $ @- o/ U! G' o9 F) \& V0 g# g
    来自苹果客户端来自苹果客户端
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     楼主| 发表于 2017-10-20 05:49:10 | 显示全部楼层
    铸造小猫 发表于 2017-10-20 02:05
      ~3 K  |+ C2 w+ B3 s东西看起来很好,可能部分场景需要实际使用测试,如果装机测试良好,这项技术的发展前景会很好
    - F; u2 E" {( F# w7 u ...

    ) }( R4 H: }; m' x( H已经部分使用和测试,效果很好
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    发表于 2017-10-20 20:25:54 | 显示全部楼层
    本帖最后由 castengineer 于 2017-10-21 08:37 编辑
    & G- l7 a& ?; I' x' j! X& I& L* |# Z& u$ c; E5 O
    这是铸铁悬浮铸造的实践图片.
    7 F8 u2 w3 c8 ^: ]0 }, M( }1 V) k) ^' u: y8 L8 m: x
    谈几点看法.  ?( F- S1 }) K9 H" i
    楼主所谈如是悬浮铸造:
    1 v- F4 c/ a! y2 R1:这种铸造没有囊括各种铸造方法的能力.也没有如楼主所谈的那么高的性能.由于悬浮铸造的本体金属合金液体与填入粒子的物理特性相差很多.所以就对铸造方法和铸件冷却速度,对添加不同粒子时有各自不同的要求.
    + \; }4 a- {8 W, A4 Q% p4 t2:对于基体合金中的添加粒子,均为高硬度耐磨物相.这就对铸件的加工有特殊要求.对铸件结构也有要求.也不会如楼主所谈.此合金无所不能.+ Q/ H, B7 i% g) a
    但按楼主所谈."材料密度低(ρ=4.8g/cm3)",不是悬浮铸造.这种铸造有很高的工艺性能要求.
    ' u: O! t/ u) S2 I' v3 q) G2 A% M, F+ B, s7 @) K. n4 |
    3:材料密度低(ρ=4.8g/cm3),这应是类如标制的铝-锡-铜轴承合金的比重.
    1 @) R& z# `1 f7 g. H5 q+ |8 n如像楼主所谈的性能.国家有铝基轴承合金标准.也就是在这基础上,改进.报专利那是可信的.2 }/ R; I4 u* A4 r( A- u7 r
    但应用范围,由于轴承合金的铸造性能和成本(约25元/KG)被约束的一面.此铝基合金也不会无所不能.
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    [LV.7]常住居民III

     楼主| 发表于 2017-10-21 05:59:33 | 显示全部楼层
    谢谢,我精通铸钢件,铸铝还在学习之中
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    2018-3-18 07:14
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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2017-10-21 08:59:21 | 显示全部楼层
    本帖最后由 castengineer 于 2017-10-21 18:40 编辑 : S4 M; q2 x; N! w) i

    7 {& ]% A% |. s如是类如此类合金,铝在锡中的溶解度仅为0.6%,两液相在液相线以上是呈比重差异很大的混液状态,.在液相线温度以下,.结晶过程,基本是以固-液相两混相状态存在.这就使合金在结晶过程中,比重偏析很大.......楼主所谈的可实用的造型方法.适用范围.是要大打折扣......
    ' V4 {6 F+ M9 r& r, o; f6 [0 M这种论述.如在论坛里发贴.还望适当修改为好.
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