轴套是齿轮泵的主要部件之一。它安装在高速齿轮的两端,用于支撑轴承。它必须具有足够的强度和良好的耐磨性。为了保证零件的性能要求,我厂采用非标准铝锡合金,Cu 的作用是强化基体。锡可以形成较软的低熔点铝锡共晶,提高耐磨性。

特种铝合金轴套的热处理工艺

原热处理工艺为 515℃ 固溶 6 小时水冷,180℃ 时效 8 小时空冷。这种工艺存在两个问题:

从金相观察和机械性能测试数据可以看出,250℃×7 小时的处理工艺是理想的。铝锰共晶沿晶界呈破碎网状分布。一方面,Al-Sn 共晶的分布相对均匀,确保了良好的耐磨性。另一方面,Al-Sn 共晶没有分裂的基体,这使得合金具有更好的塑性和韧性。由于合金中的 Cu 含量较少,且金属模具的冷却速度较快,因此通过 250℃×7h 的处理工艺可以获得较高的硬度。在铸造冷却过程中,确保了 Cu 熔化成固溶体,起到淬火作用。通过自然时效提高硬度也证明了这一点。

250℃×7h 空冷工艺的抗拉强度比 515℃×6h 水冷+180℃×8h 空冷工艺的抗拉强度高 47%。250℃×7h 空冷工艺的温度略高于铝锰共晶的熔点,目的是通过较短的保温时间获得铝锰共晶的破碎网状分布,而不会使共晶过烧。

在工艺试验的基础上,进行了小批量(400 件)试生产。经过硬度和金相检验以及在试验台上进行的产品交付试验,所有产品均合格。

该工艺于 1996 年正式投产,已生产轴套数十万套,全部合格。工作效率提高了 1.3 倍,每年可节约成本约 7 万元,节电 8 万多千瓦时。