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专利摘要

本申请公开了一种新型高强韧低膨胀锌基耐磨合金及其制备方法，涉及合金材料技术领域。通过将铝铜中间合金、铝钴中间合金及金属铝在熔炉中加热至750～850℃，接着加入金属锌和镀锌的活化陶瓷粉末，并把温度降至650～750℃，得到熔融合金；随后，将熔融合金倒入浇包，加入碳粉并搅拌5～10min；最后，把熔融合金倒入温度为450～600℃的模具中，再将模具放入40～80℃的水中冷却，浇注成型后即得锌基耐磨合金。本申请制得的锌基耐磨合金具有优秀的强度和韧性，同时具有优秀的低膨胀特性和耐磨性能，在机械制造等工业领域应用广泛。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202510835398.9
申请日期:
2025-06-20
专利申请人:
分类号:
["C22C18/04","C22C1/03","C22C1/10","B22F1/18","C23C18/18","C23C18/52"]
发明/设计人:
王显坤，王秀清，张宇
权利要求: 1.一种新型高强韧低膨胀锌基耐磨合金，其特征在于，所述锌基耐磨合金的原料组分包括金属锌、金属铝、铝铜中间合金、铝钴中间合金以及镀锌的活化陶瓷粉末；所述镀锌的活化陶瓷粉末通过等离子活化非氧化物陶瓷粉末后进一步以化学镀的方式镀锌后制得；所述非氧化物陶瓷粉末包括氮碳化钛、碳化硅、碳化钨、碳化钛和氮化钛中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种新型高强韧低膨胀锌基耐磨合金，其特征在于，所述金属锌、金属铝、铝铜中间合金、铝钴中间合金以及镀锌的活化陶瓷粉末的质量比为(50～70)：(15～30)：(5～15)：(1～5)：(1～3)。3.根据权利要求1所述的一种新型高强韧低膨胀锌基耐磨合金，其特征在于，所述铝铜中间合金中，金属铜与金属铝的质量比为50：50；所述铝钴中间合金中，金属钴的用量为金属铝用量的10％。4.根据权利要求2～3任意一项所述的一种新型高强韧低膨胀锌基耐磨合金，其特征在于，所述镀锌的活化陶瓷粉末的制备方法包括如下步骤：用酸洗液对非氧化物陶瓷粉末进行酸洗并去离子水超声清洗10～15min，然后将其在真空干燥箱中100～120℃烘干2～3h；在氩气-氢气的复合气氛、300W功率下对干燥的陶瓷粉末进行等离子体活化处理15～20min，得到活化陶瓷粉末；将活化陶瓷粉末与化学镀液按体积比1:8混合，控制施镀参数，沉积40～60min，获得陶瓷粉末半成品；将得到的陶瓷粉末半成品在200～250℃保温1～2h，然后350～400℃保温0.5～1h得到热处理的陶瓷粉末；然后在氮气保护气氛下，将热处理的陶瓷粉末在硅酸盐钝化液中浸渍20～30s，最后去离子水超声清洗10～15min后在真空干燥箱中100～120℃烘干1～2h，得到所述镀锌的活化陶瓷粉末。5.根据权利要求4所述的一种新型高强韧低膨胀锌基耐磨合金，其特征在于，所述酸洗液包括氢氟酸、硝酸和水；所述氢氟酸、硝酸和水的体积比为(5～10)：(15～20)：(70～80)；所述氩气-氢气的复合气氛中，氢气的体积占比为10～15％。6.根据权利要求4所述的一种新型高强韧低膨胀锌基耐磨合金，其特征在于，所述化学镀液成分包括锌盐、络合剂、还原剂和稳定剂；所述锌盐包括硫酸锌、氯化锌和醋酸锌中的一种或多种；所述络合剂包括柠檬酸钠、EDTA和酒石酸钾钠中的一种或多种；所述还原剂包括次磷酸钠、硼氢化钠和硼氢化钾中的一种或多种；所述稳定剂包括钨酸钠、钼酸钠、硫脲、2-巯基苯并噻唑和2,2’-联吡啶中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的一种新型高强韧低膨胀锌基耐磨合金，其特征在于，所述锌盐的浓度范围为120～150g/L；所述络合剂的浓度范围为45～60g/L；所述还原剂的浓度范围为20～30g/L；所述稳定剂的浓度范围为1～5ppm。8.根据权利要求4所述的一种新型高强韧低膨胀锌基耐磨合金，其特征在于，所述施镀参数包括pH＝8.5±0.5，温度85±5℃，搅拌速率250±50rpm。9.根据权利要求5～8任意一项所述的新型高强韧低膨胀锌基耐磨合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将铝铜中间合金、铝钴中间合金以及金属铝在熔炉中加热到750～850℃后，向熔炉中加入金属锌和镀锌的活化陶瓷粉末，并将温度降低至650～750℃，得到熔融合金；将熔融合金倒入到浇包中，然后加入碳粉，搅拌5～10min；再将熔融合金倒入温度为450-600℃的模具中，将模具放入40～80℃的水中冷却，浇注成型后即得到所述锌基耐磨合金。10.根据权利要求9所述的新型高强韧低膨胀锌基耐磨合金的制备方法，其特征在于，所述碳粉的添加量为金属锌的0.05～0.1％。