关于铜铸件硬度的探讨
发布日期：2016-11-21 00:00 来源： 点击：
关于大连铜铸件硬度的探讨
锡铅青铜是在二元锡青铜的基础上添加铅获得的。铅基本不溶于锡青铜，而以纯组元状态分布于合金中，起改善合金切削性能和降低摩擦系数的作用。铅相质软，合金中含铅量高时硬度便会下降。一般生产条件下，合金的结晶过程是一个非平衡过程。由Cu-Sn二元相图可知，锡青铜含锡量大于7%后，其铸态组织中就会出现(α+δ)共析体，且含锡量越高，其共析体组元的含量也越高。共析体中的δ相是以电子化合物Cu3Sn8为基的固溶体，具有硬度高、耐磨的特点。新合金比老合金的锡含量提高了26%，而铅含量却降低24%，故相比之下，新合金层含有较多的(α+δ)共析体，而纯组元铅却较少；新合金还提高了镍和锌的含量，镍具有强化基体的功能，而锌具有除气和缩小合金结晶温度范围的作用，故使合金层的组织致密度提高；此外，新合金采用高频率机械振动结晶，非自发形核数目大大提高，晶粒细化。因此新合金层具有更高的硬度和强度。
摩擦学设计中广泛采用软/硬配对的结构形式，其中双金属铸件因成本低、易于组织生产而在军、民品液压泵及马达中获得广泛运用。工程机械与航空用液压泵及马达中的主要摩擦副——转子和配油盘就大量选用锡铅青铜/35钢双金属结构。然而，随着液压泵向高速、高压、大流量、轻量化方向的发展，原用传统的双金属件的铜合金层，因其强度(硬度)低、组织不致密、铅偏析严重、与钢基体结合不好以及抗磨性能差等缺点，已不能满足使用要求。为此，我们对铜合金层的成分进行了重新设计，并对铸造和热处理工艺进行了改进，从而使铜铸件组织更致密、铅偏析明显改善，硬度及抗磨性能获得了显著提高。
