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高铝锌基合金轮胎气门嘴嘴体的研制

作　者: 纪刚
导　师: 王吉岱；孙静
学　校: 山东科技大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 气门嘴嘴体高铝锌基合金力学性能显微组织摩擦磨损
分类号: U463.341
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

轮胎气门嘴是汽车行业的重要组成部件,在工业生产中具有广阔的市场需求。目前,其嘴体主要以H70、HPb59-1黄铜为主,近年来国际铜的价格的逐年攀升,给气门嘴行业带来严峻考验和挑战。因此,在满足气门嘴性能要求的前提下,寻求一种能够代替铜材、且成本低廉的高强气门嘴嘴体材料成为亟待解决的难题。我国的锌、铝资源丰富,且高铝锌基合金因具有优良的性能而成为极具潜力的“代铜合金”。鉴于此,本文提出研制新型高铝锌基合金,以此为材料开发轮胎气门嘴嘴体产品,从而代替铜质嘴体。本文在综述了高铝锌基合金研究和发展现状基础上,采用向高铝锌基合金基体中添加锆及氧化铝陶瓷等增强体的手段,通过采用复合强化技术,制备出室温和高温性能优良的高铝锌基合金新材料ZA42,通过与HPb59-1黄铜和ZA27相比较,研究了其力学性能、微观组织和增强机理。研究结果表明：ZA42的室温抗拉强度达到521.8MPa,是ZA27的1.71倍,比HPb59-1黄铜提高约14%；室温硬度与HPb59-1相当；120℃时ZA42的抗拉强度达230MPa,是同温度下ZA27的1.53倍,且略高于HPb59-1。无论室温和120℃高温下,ZA42完全可以替代HPb59-1黄铜。本文对ZA42合金的微观组织、断裂机制及增强机理进行了分析研究,结果表明：微观下ZA42主要由富铝的α相、富锌的β相、富铜的ε相及少量富锆相组成；室温和高温下,ZA42的断裂方式分别为穿晶和沿品断裂,位错作用及“微空洞”的形成—长大是主要的断裂机制；锆及氧化铝陶瓷等硬质相颗粒的复合弥散强化是ZA42的主要强化机制。通过摩擦磨损实验,本文研究了ZA42与HPb59-1黄铜的摩擦磨损性能,结果表明：在室温和120℃高温干摩擦条件下,ZA42合金的耐磨性较HPb59-1黄铜要好。木文采用铜制气门嘴嘴体的成型工艺,以ZA42为材料,加工制造出了高铝锌基合金气门嘴嘴体,证明采用ZA42代铜锌铝合金和该工艺制备高铝锌基合金气门嘴嘴体是完全可行的。

高铝锌基合金轮胎气门嘴嘴体的研制

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