高强度耐磨锌基合金ZA27C材料及系列产品-2014版2.pdf

1 高强度耐磨锌基合金高强度耐磨锌基合金 ZA27C 及系列产品及系列产品 山东省科学院新材料研究所山东省科学院新材料研究所 田长文田长文 1、高强度耐磨锌基合金、高强度耐磨锌基合金 ZA27C 简介简介 高强度耐磨锌基合金材料及其系列产品是山东省计划高强度耐磨锌基合金材料及其系列产品是山东省计划科研项目，山东省星火计划项目。荣获山东省科技进步奖、科研项目，山东省星火计划项目。荣获山东省科技进步奖、山东省星火奖、山东省科学院科技进步奖等多项奖励。高强山东省星火奖、山东省科学院科技进步奖等多项奖励。高强度耐磨锌基合金度耐磨锌基合金 ZA27C 各项技术指标居国际先进水平。各项技术指标居国际先进水平。高强度耐磨锌基合金高强度耐磨锌基合金 ZA27C 材料主要用于锻压机床、钢材料主要用于锻压机床、钢铁冶金机械、矿山机械、石油化工机械、橡胶机械、木工机铁冶金机械、矿山机械、石油化工机械、橡胶机械、木工机械旋切机、汽车等工业，代替锡青铜、铝青铜等铜合金，制械旋切机、汽车等工业，代替锡青铜、铝青铜等铜合金，制造轴瓦、轴套、蜗轮、螺母、实体轴承保持架、滑块、导板、造轴瓦、轴套、蜗轮、螺母、实体轴承保持架、滑块、导板、液压缸密封套、填料压套、导向套等。液压缸密封套、填料压套、导向套等。高强度耐磨锌基合金具有优良的综合力学性能、轴承性高强度耐磨锌基合金具有优良的综合力学性能、轴承性能、无火花和非磁性、减震降噪和阻尼性能等。与铜合金相能、无火花和非磁性、减震降噪和阻尼性能等。与铜合金相比，原材料成本低，节能降耗，比重轻（比，原材料成本低，节能降耗，比重轻（5.0g/cm3），被国），被国际上材料科学家公认为际上材料科学家公认为 21 世纪的绿色工程材料。世纪的绿色工程材料。高强度耐磨锌基合金可用于金属型铸造、砂型铸造、挤高强度耐磨锌基合金可用于金属型铸造、砂型铸造、挤压铸造、真空压铸等液态成型工艺。也可以采用挤压、轧制压铸造、真空压铸等液态成型工艺。也可以采用挤压、轧制等工艺生产管棒板等型材。等工艺生产管棒板等型材。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2山东省科学院新材料研究所在耐磨锌基合金材料的研山东省科学院新材料研究所在耐磨锌基合金材料的研究、产品应用开发方面已有究、产品应用开发方面已有 20 余年的历史，具有先进的实余年的历史，具有先进的实验条件和丰富的研究应用开发经验。验条件和丰富的研究应用开发经验。图图 1 获奖证书获奖证书 2、主要力学性能、主要力学性能 表表 1 ZA27C 合金的力学性能及与锡青铜性能的比较合金的力学性能及与锡青铜性能的比较 合金牌号合金牌号 拉伸强度拉伸强度 MPa 伸长率伸长率%布氏硬度布氏硬度 HB 拉伸屈服拉伸屈服强度强度,MPa 剪切强度剪切强度 MPa 抗弯强度抗弯强度 MPa ZA27C 铸态铸态 400-440 3-10 110-125 360 290 740 ZA27C 挤压挤压 450-510 12-20 120-135 380 ZQSn10-1 310 2 90-120 200 ZQSn6-6-3 200 10 65-75 90 ZQSn5-5-5 250 10 65-75 90 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 33、滑动轴承性能、滑动轴承性能 表表 2 ZA27C 合金的轴承设计参数合金的轴承设计参数 合金牌号合金牌号 许用许用P N/cm2 许用许用V m/s 许用许用PV N.M/cm2.S 摩擦系数摩擦系数（机油润滑）（机油润滑）ZA27C 2500 7 3000 0.008-0.01 ZQSn10-1 1500 10 1500 0.008-0.01 ZQSn6-6-3 800 3 1200 0.008-0.01 ZQAL9-4 3000 8 6000 0.009-0.012 ZQPb30 2500 12 3000 0.008-0.01 4、耐磨性能、耐磨性能 4.1 实验室强化磨损试验实验室强化磨损试验 表表 3 ZA27C 实验室强化磨损试验结果实验室强化磨损试验结果 上试样上试样 下试样下试样 转速转速 转转/分分 摩擦摩擦 方式方式 润滑条件润滑条件 压力压力 Kgf 试验时试验时间间 磨 损 体磨 损 体积积 mm3 ZQSn6-6-3 锡青铜锡青铜 45 钢钢 200 滑动滑动 20 机油机油 20 2 小时小时 13.06 13.59 ZA27C 45 钢钢 200 滑动滑动 20 机油机油 20 2 小时小时 3.07 2.80 4.2 JC31-160T 锻压机床应用试验（时间锻压机床应用试验（时间 1989 年）年）轴套内径轴套内径450mm，外径，外径480mm，长度，长度 160mm。冲料试验满负荷。冲料试验满负荷160 吨、超负荷吨、超负荷 200 吨，时间吨，时间 4 小时。刚性块试验约小时。刚性块试验约 80 吨，时间吨，时间 4小时。试验结果：轴套内径表面无拉伤，无不正常磨损现象。轴套承小时。试验结果：轴套内径表面无拉伤，无不正常磨损现象。轴套承载比压载比压 P 为为 2725 N/cm2。现已应用于。现已应用于 12 吨至吨至 1250 吨位锻压机床。吨位锻压机床。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 44.3 国际铅锌研究组织（国际铅锌研究组织（ILZRO）研究数据）研究数据 国际铅锌研究组织（国际铅锌研究组织（ILZRO）进行了专项研究计划，对耐磨锌基）进行了专项研究计划，对耐磨锌基合金和锡青铜合金和锡青铜 SAE660(相当于我国的相当于我国的 ZQSn6-6-3)的轴承性能进行了的轴承性能进行了对比试验。结果为：承载能力大于对比试验。结果为：承载能力大于 SAE660 锡青铜，磨损率小于锡青铜，磨损率小于 SAE660锡青铜，在重载条件下，摩擦系数小于锡青铜，在重载条件下，摩擦系数小于 SAE660 锡青铜。锡青铜。5、物理性能、物理性能 表表 4 ZA27C 合金与锡青铜的物理性能比较合金与锡青铜的物理性能比较 性能性能合金合金 ZA27C ZQSn5-5-5 ZQSn10-1 密度，密度，g/cm3 5.0 8.82 比热，比热，J/kg.525 376 热导率，热导率，W/m2.122.5 72 电导率，电导率，%IACS 29.7 15.1 电阻率，电阻率，.cm.20 5.8 线胀系数，线胀系数，1/2610-6 1810-6 注：注：%IACS 为相对于标准退火铜导电率的百分比为相对于标准退火铜导电率的百分比 6、ZA27C 合金的金相组织合金的金相组织 X100 图图 2 ZA27C 合金的金相组织（铸态）合金的金相组织（铸态）PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 57、高强度耐磨锌基合金、高强度耐磨锌基合金 ZA27C 的应用的应用 7.1 锻压机床锻压机床 1989 年首次在年首次在 JC31-160T 锻压机床应用成功。目前已应用于锻压机床应用成功。目前已应用于 12吨至吨至 1250 吨锻压机床。目前已用于机械压力机、液压机、螺旋压力吨锻压机床。目前已用于机械压力机、液压机、螺旋压力机、平锻机、矫正机、剪切机、卷板机、折弯机等代替锡青铜、铝青机、平锻机、矫正机、剪切机、卷板机、折弯机等代替锡青铜、铝青铜材料制造轴套、轴瓦、蜗轮、导板。铜材料制造轴套、轴瓦、蜗轮、导板。图图 3 锻压机械轴套锻压机械轴套 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 67.2 工程机械工程机械 自自 1995 年，已在筑路机械、混凝土机械、挖掘机械等应用，如年，已在筑路机械、混凝土机械、挖掘机械等应用，如平地机、路面铣刨机等设备，代替锡青铜、铝青铜材料制造轴瓦、轴平地机、路面铣刨机等设备，代替锡青铜、铝青铜材料制造轴瓦、轴套件。套件。图图 4 工程机械轴套工程机械轴套 7.3 矿山机械矿山机械 用于制造球磨机、回转窑设备、破碎机、加压过滤机等轴瓦、轴用于制造球磨机、回转窑设备、破碎机、加压过滤机等轴瓦、轴套、蜗轮螺母。套、蜗轮螺母。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 7 图图 5 破碎机轴瓦破碎机轴瓦 图图 6 直径直径 860 加压过滤机轴瓦粗车毛坯加压过滤机轴瓦粗车毛坯 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 8 图图 7 矿山机械提升机螺母矿山机械提升机螺母 7.4 橡胶机械橡胶机械 主要应用于硫化机等橡胶机械设备。主要应用于硫化机等橡胶机械设备。图图 8 橡胶机械轴套橡胶机械轴套 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 9 图图 9 橡胶机械“双橡胶机械“双 8 字”油槽轴套字”油槽轴套 7.5 化工机械化工机械 图图 10 化工机械轴套化工机械轴套 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 10 7.6 木工机械木工机械 主要用于制造旋切机螺母。主要用于制造旋切机螺母。图图 11 旋切机螺母旋切机螺母 8、工程中心装备、工程中心装备 l 生产设备生产设备 拥有拥有 7 台套台套 500 公斤电阻熔化炉、各种实验电炉、真空感应炉、低压铸造机、公斤电阻熔化炉、各种实验电炉、真空感应炉、低压铸造机、压铸机、压铸机、800 吨双动金属型材挤压机等，以及各种车床、铣床、加工中心等吨双动金属型材挤压机等，以及各种车床、铣床、加工中心等加工设备。加工设备。l 主要力学性能测试仪器设备主要力学性能测试仪器设备 WDW200E 金属材料拉伸试验机（可进行高温拉伸试验）金属材料拉伸试验机（可进行高温拉伸试验）50kN/RD-50 高温蠕变持久试验机蠕变试验机高温蠕变持久试验机蠕变试验机 20kN/RD-20 低温蠕变持久试验机低温蠕变持久试验机 Landmark370.25-MTS 高频疲劳试验机（可进行高温疲劳试验）高频疲劳试验机（可进行高温疲劳试验）冲击试验机（可进行低温、常温冲击试验）冲击试验机（可进行低温、常温冲击试验）HV1000 显微硬度计显微硬度计 HB3000 布氏硬度计布氏硬度计 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 11l 金相、成分等分析设备金相、成分等分析设备 蔡司蔡司 EVOMA10 扫描电子显微镜（配扫描电子显微镜（配 EBSD、能谱）、能谱）蔡司蔡司 AX10 金相显微镜金相显微镜 蔡司体视显微镜蔡司体视显微镜 VL2000DX-SVF17SP 激光共聚焦显微镜激光共聚焦显微镜 PDA-7000 质厚光谱仪质厚光谱仪 耐驰耐驰 STA 449 F3 差热扫描量热仪（差热扫描量热仪（DSC）l 材料设计与成形加工模拟软件材料设计与成形加工模拟软件 瑞典瑞典 thermol-calc 合金热力学计算软件合金热力学计算软件 韩国韩国 Anycasting 铸造模拟软件铸造模拟软件 塑形成形软件塑形成形软件 第一性原理计算第一性原理计算 山东省科学院新材料研究所山东省科学院新材料研究所 网址：网址：http:/ 山东有色金属网“耐磨锌基合金”山东有色金属网“耐磨锌基合金”http:/ 阿里巴巴阿里巴巴 http:/ 网络实名：耐磨锌基合金网络实名：耐磨锌基合金 地址：济南市经十路东首科院路地址：济南市经十路东首科院路 19 号号 电话：电话：0531-82605379 传真：传真：0531-85599178 联系人：田长文联系人：田长文 13964050600 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 12 高强度耐磨锌基合金产品高强度耐磨锌基合金产品 锻压机械轴套轴瓦导板蜗轮锻压机械轴套轴瓦导板蜗轮 工程机械轴套轴瓦工程机械轴套轴瓦 矿山机械轴套轴瓦矿山机械轴套轴瓦 橡胶机械轴套橡胶机械轴套 化工机械轴套化工机械轴套 机床导板轴套蜗轮螺母机床导板轴套蜗轮螺母 旋切机螺母旋切机螺母 减速机蜗轮减速机蜗轮 压滤机液压缸密封套导向套压滤机液压缸密封套导向套 加压过滤机半轴瓦加压过滤机半轴瓦 锌基合金固体自润滑滑动轴承锌基合金固体自润滑滑动轴承 锌基合金挤压型材锌基合金挤压型材 山东省科学院（东区）山东省科学院（东区）PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 13 德国蔡司德国蔡司 EVOMA10 电子显微镜电子显微镜 德国蔡司德国蔡司 AX10 金相显微镜金相显微镜 瑞典瑞典 Thermol-calc 合金热力学计算软件合金热力学计算软件 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 14 韩国韩国 Anycasting 铸造模拟软件铸造模拟软件 材料拉伸试验机材料拉伸试验机 金属疲劳试验机金属疲劳试验机 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 15 低压铸造机低压铸造机 深圳力劲产深圳力劲产 630 吨压铸机吨压铸机 800 吨双动金属型材挤压机吨双动金属型材挤压机 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建