论文部分内容阅读
蜗(齿)轮是传动设备中不可或缺的核心零部件,其性能直接关系到传动设备的功率和效率,而蜗(齿)轮性能主要取决于其材料的性能。为提高传动功率和效率,蜗(齿)轮齿圈常用贵重的青铜制造。青铜齿圈虽然性能好,但机加工困难,且价格昂贵,性价比不高。本文通过对高强度耐磨铜合金成分和组织的综合分析,制定和优化工艺方案,制备了一种新型的蜗(齿)轮齿圈材料——高强耐磨铝黄铜合金(KK5),其成分为:A13.5wt,‰Fe3.0wt.%,Mn2.0wt.%, N10.5wt.%,Pb0.5wt.%,Zn25.0wt.%,余量为Cu。主要研究内容及结果如下:
⑴KK5的显微组织:α相+β相+均匀细小的Fe3Al颗粒+小团状富Fe颗粒,显微组织均匀无缺陷,Al、Mn、Ni等元素固溶良好,是理想的软硬基体+硬质颗粒的耐磨组织。
⑵KK5的力学性能:抗拉强度σb>450MPa,屈服强度σs>290MPa,延伸率δ>20%。与简单黄铜铸件相比,KK5的强度提高50%以上。
⑶铅含量对KK5力学性能的影响:随着铅含量的增加,KK5的抗拉强度、屈服强度、延伸率及其硬度都有明显的下降,且各性能波动范围显著加大。
⑷KK5的摩擦磨损性能:在有润滑低载荷(小于110N)条件下,KK5的磨损机制主要表现为表面疲劳磨损;在有润滑高载荷(大于200N)条件下,KK5的磨损机制主要表现为粘着磨损。当载荷大于90N后,KK5的摩擦系数始终介于高强度耐磨铝青铜(KK1)和ZCuAl9Fe4之间。在相同的载荷下,KK1的磨损量最小,KK5次之,ZCuAl9Fe4的磨损量最大。