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针对现代发动机向高速、重载、无污染方向发展的需求,研究开发出了一种新型高承载能力的、无铅的铝合金轴瓦材料。通过正交试验,分析了添加元素对合金力学性能的影响规律,确定了合金的成分控制范围。并通过显微镜和电子扫描分析了铝合金组织特点及液-固相复合轴瓦带界面组织性能。最后通过理论和实验研究得出如下结论:
1.开发出了一种新型高强度铝合金轴瓦材料,其最佳成分是:Al-6Sn-2Si-1.2Cu-0.6Mg,该合金在475℃、0.5h/160℃、8h固溶-时效后的性能指标为:HV:75.3;σb:234MPa;δ:19.2%,优于目前使用的铝合金轴瓦材料;
2.针对Al-Sn系轴瓦材料在常规退火工艺(350℃、30min)时出锡汗的问题,提出了高温短时退火新工艺。对3mm厚试样所做的试验表明,475℃、5min退火不仅可达到退火的目的,还可有效地防止锡汗产生;3.影响Al-Sn-Cu-Mg合金力学性能的主要因素是Cu和Mg,其中Cu对合金铸态、加工态和退火态的性能影响显著,而Mg对合金时效后的性能影响显著;合金中的Mg、Cu主要以固溶形式存在,而Sn、Si则主要分布于晶界;
4.经液-固相轧制复合工艺生产的Al-6Sn-2Si-1.2Cu-0.6Mg/钢背轴瓦材料,界面结合牢固,铝合金层的硬度可达HV65,经160℃、8h时效后硬度可达HV80.6,其扩散层大约为5um,界面化合物以FeAl3形式存在。