QAl11-6-6 是铝青铜中强度最高的牌号之一,成分组成为铜 81%-83%、铝 10%-12%、铁 5.5%-6.5%、镍 5.5%-6.5%,杂质总含量≤0.5%。11% 的高铝含量与 6% 左右的铁镍形成超强复合强化,室温抗拉强度达 950-1000MPa,布氏硬度 280-300HB,远超普通铝青铜,成为矿山、冶金等极端重载耐磨工况的专用材料。
高铝铁镍的超高强度机制是其性能核心。铝与铜形成大量 Cu₃Al 强化相(体积分数达 30%),这些硬质相均匀分布于基体,硬度高达 HV420;铁与镍则形成 Fe-Ni-Al 三元化合物(直径 30-40nm),进一步钉扎位错,使合金强度比 QAl10-5-5 提升 15%。在干摩擦工况下,QAl11-6-6 的磨损速率仅为普通钢的 1/3;在含硬质颗粒(石英砂)的矿浆中,磨损量比 QAl10-5-5 降低 30%。某矿山的 QAl11-6-6 破碎机齿板,破碎花岗岩矿石时,使用寿命达 1500 小时,是高锰钢齿板的 2 倍,且破碎效率稳定,无明显齿形磨损。
力学性能适配极端载荷需求。室温屈服强度 700-750MPa,延伸率 8%-10%,虽韧性略低于低合金铝青铜,但足以承受重载冲击;500℃高温下抗拉强度仍保持 700MPa,某冶金厂的 QAl11-6-6 热矿溜槽衬板,在 450℃高温矿料冲刷下,使用 3 年无变形,衬板厚度减薄量仅 0.1mm,远优于耐热钢衬板(1 年即需更换)。其抗疲劳性能优异,在 200MPa 交变应力下,10⁷次循环无裂纹,某重型机械的 QAl11-6-6 传动轴,在高频重载下运行 5 年,无疲劳损坏。
加工工艺需攻克高硬度难题。热加工温度控制在 920-980℃,此时合金虽处于 β 相区,但因强化相含量高,塑性仍较低(伸长率≥15%),需采用缓慢升温(速率≤5℃/min)与多火次锻造,单道次变形量 20%-25%。某大型矿山设备的 QAl11-6-6 颚板(重量 1.2 吨),经 5 火次锻造后,锻件致密度达 99.8%,无内部疏松缺陷,满足重载破碎需求。切削加工需使用超细晶粒硬质合金刀具(如 WC-Co-TiC 合金,硬度 HRA93),切削速度 40-60m/min,进给量 0.1-0.12mm/r,某精密齿轮厂加工的 QAl11-6-6 齿轮(模数 5mm),齿形精度达 8 级,表面粗糙度 Ra1.6μm。
焊接采用特殊工艺,选用高铝铁镍焊丝(成分与母材匹配度≥98%),焊前预热至 400℃,采用小电流(80-100A)、短弧焊接,减少热输入,焊后经 720℃×1.5 小时退火,接头强度达母材的 80%,某冶金管道焊接后,在 2.5MPa 压力下无泄漏。
制备工艺强调纯度与均匀性。采用真空双熔工艺(感应炉 + 自耗炉),真空度≤10⁻⁴Pa,减少气体(氧含量≤0.002%)与夹杂(夹杂等级≤1.0 级);铝、铁、镍按比例同时加入,搅拌 50 分钟,确保元素均匀分布。铸锭经 900℃×6 小时均匀化处理,消除成分偏析;热轧时道次变形量 20%,终轧温度≥850℃;冷轧后经 620℃×2.5 小时时效,最大化强化相析出效果。
应用场景集中在极端重载耐磨领域:矿山破碎机齿板、冶金热矿衬板、重型机械传动轴、水泥设备研磨体、高温炉料输送部件等。在某钢铁厂的热烧结矿输送项目中,QAl11-6-6 制作的输送带滚筒,在 400℃高温与矿料磨损下,使用寿命达 4 年,比传统钢滚筒延长 3 倍,大幅降低维护成本,充分体现其 “极端重载 + 耐磨” 的核心优势。
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