研究了鋅基軸承合金的液－固態(tài)揉捏成型技術。用該技術制備的型材的各項力學功能目標均比鑄態(tài)的高，這將推進鋅基合金資料的推行應用。

　　鋅基耐磨合金作為軸承資料，其功能可與國內(nèi)廣泛運用的錫青銅相媲美，是一種可代替錫青銅的抱負資料[1]。中國銅、錫資本短缺，鋅儲量豐富，推行鋅基軸承合金就可處理國內(nèi)軸瓦用材疑問。然而，現(xiàn)在鋅基合金大多以合金錠的方式供貨，一般用戶因用量有限，大多無重熔澆注設備，阻止了該資料的推行運用。若選用鑄鍛聯(lián)合技術，對熔煉后的鋅基合金進行液－固態(tài)揉捏進而制成用戶可直接進行機加工的不一樣規(guī)范型材和坯料，將推進鋅基合金資料的推行應用。

　　1　實驗條件和辦法

　　1.1實驗用鋅基合金的化學成分

　　實驗資料為洛陽工學院開發(fā)研制的3#、4#鋅基合金。

　　1.2熔煉和揉捏設備

　　合金熔煉設備為高頻電爐，揉捏設備為YASS-315型油壓機。先在高頻電爐中進行熔煉澆鑄成鋅基合金錠，然后在油壓機現(xiàn)場把合金錠放入電阻爐中重熔后，進行液－固態(tài)揉捏，制成毛坯，最終毛坯經(jīng)熱固態(tài)揉捏制成管材?？紤]到電爐的熔化才能和油壓機行程的約束，取揉捏成型管材的外徑為50mm、內(nèi)徑為20mm、長度為400～500mm。

　　1.3技術計劃與技術路線

　　別離選用重力鍛造(金屬型)和液－固態(tài)揉捏兩種技術，用鋅、鋁、銅錠及其它合金作為原料，合金錠熔化溫度為520～540℃。液－固態(tài)揉捏時，將模具預熱到100℃以上，將金屬液澆入模腔，隨后進行揉捏。首要技術路線如下：

　　合金熔煉(520～540℃)→

　　液－固態(tài)揉捏孔型毛坯(480～500℃)→

　　熱固態(tài)揉捏管材(280～300℃)。

　　1.4液-固態(tài)揉捏模具

　　本模具選用分離式活動心軸。澆入液態(tài)金屬前先將心軸刺進凹模內(nèi)，用壓機下頂出缸將下頂桿2頂在上限方位，以托住心軸1。揉捏時空心凸模下行。心軸導入凸?；乜桩斨?，待金屬液被徹底關閉后即開端揉捏。液態(tài)金屬澆入溫度較低的模腔后，凡與模具表面觸摸的有些均很快凝結，然后構成一個較薄的關閉的固態(tài)外殼。為了確保液態(tài)金屬在三向壓應力狀態(tài)下結晶、凝結和變形，要預先調(diào)整好頂出缸的反壓壓力。揉捏完畢后使用頂出缸將已徹底凝結的空心金屬毛坯連同心軸一同頂出凹模，最終在模具外面再將心軸從坯猜中壓出來。

　　液－固態(tài)揉捏模具

　　1、活動心軸；2、下頂出桿；3-空心凸模；4-凹模

　　2　力學功能比照實驗

　　別離從4#鋅基合金的液-固態(tài)揉捏的毛坯，熱固態(tài)揉捏后的管材以及重力鍛造的鑄件上截取試樣，檢查其力學功能。按請求制成規(guī)范形狀和尺度的拉伸試樣和沖擊試樣。沖擊試樣為V型缺口試樣，其外形尺度為55mm×10 mm×10 mm，V型缺口深度2 mm×45°，每檢查項取3個試樣。

　　表2　鋅基合金型材不一樣技術條件下的成型試件的力學功能

　　從檢查成果能夠看出，與鑄態(tài)鋅基合金比較，鋅基合金經(jīng)液－固態(tài)揉捏變形后各項力學功能目標均有不一樣程度的進步，其間塑性和耐性目標成倍進步，固態(tài)揉捏合金的功能最佳，比鑄態(tài)的功能更為抱負。這首要歸結于合金熔液在結晶過程中的揉捏變形，合金晶粒細化，以及成分偏析得到抑制。該合金在液－固態(tài)揉捏時，或多或少還會殘留一些鑄態(tài)安排，但在熱固態(tài)揉捏中飽嘗更為劇烈的塑性變形時，鑄態(tài)安排則會徹底消除，合金安排也更為細密。這些也能從其力學功能上的差異上反映出來。

　　3　磨損實驗

　　一般來說，揉捏變形合金管材的安排呈纖維狀，有顯著的流線，不一樣方向上的力學功能的不一樣很大，熱固態(tài)揉捏管材的安排的各向異性更為顯著。為澄清鋅基合金安排與耐磨功能之間的聯(lián)系，對不一樣加工狀態(tài)下的鋅基合金進行了磨損實驗，實驗在MM-200磨損實驗機上進行。

　　實驗載荷為50kg，速度為0.32m/s，用20#機油作潤滑劑，摩擦時刻為2h，以HRC50～52的45鋼軸試樣為對磨資料，實驗成果如圖2所示。

　　此外，還測定了3#、4#鋅基合金與錫青銅ZQSn6-6-3的相對耐磨性(ε)，實驗設備、實驗條件均與鋅基合金磨損實驗的一樣，僅僅摩擦時刻縮短為1.5h，實驗成果如圖3所示。

　　相對磨耐性ε=B′/B。式中：B為基準試樣(3#)的磨痕寬度(相對耐磨性為1)。B′為實驗試樣的磨痕寬度。

　　由圖2能夠看出，液－固態(tài)及固態(tài)揉捏鋅基合金的耐磨功能均比鑄態(tài)的好得多，其間以固態(tài)揉捏的耐磨功能為最佳。由圖3能夠看出，液－固態(tài)和固態(tài)揉捏的鋅基合金的耐磨功能均比常用的青銅資料ZQSn6-6-3的好。

　　4　定論