高强度耐磨锌基合金ZA27C材料及系列产品-2014版2
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l 主要力学性能测试仪器设备
Ø WDW200E 金属材料拉伸试验机（可进行高温拉伸试验） Ø 50kN/RD-50 高温蠕变持久试验机蠕变试验机 Ø 20kN/RD-20 低温蠕变持久试验机 Ø Landmark370.25--MTS 高频疲劳试验机（可进行高温疲劳试验） Ø 冲击试验机（可进行低温、常温冲击试验） Ø HV1000 显微硬度计 Ø HB3000 布氏硬度计
韩国 Anycasting 铸造模拟软件
材料拉伸试验机
金属疲劳试验机
14
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低压铸造机
深圳力劲产 630 吨压铸机
800 吨双动金属型材挤压机
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4、耐磨性能
4.1 实验室强化磨损试验
表 3 ZA27C 实验室强化磨损试验结果
上试样
ZQSn6-6-3 锡青铜 ZA27C
下试样 转速 摩擦 转/分 方式
45 钢 200 滑动
润滑条件 20 机油
45 钢 200 滑动 20 机油
压力 Kgf 20
20
试验时 磨损体
间
积 mm3
2 小时 13.06
锡青铜，在重载条件下，摩擦系数小于 SAE660 锡青铜。
5、物理性能
表 4 ZA27C 合金与锡青铜的物理性能比较
性能\合金
ZA27C
ZQSn5-5-5
密度，g/cm3
5.0
8.82
比热，J/kg.℃
525
376
热导率，W/m2.℃
122.5
72
电导率，%IACS
29.7
15.1
电阻率，µΩ.cm.20℃
l 材料设计与成形加工模拟软件
Ø 瑞典 thermol-calc 合金热力学计算软件 Ø 韩国 Anycasting 铸造模拟软件 Ø 塑形成形软件 Ø 第一性原理计算
山东省科学院新材料研究所 网址：http://www.sdxcl.com 山东有色金属网“耐磨锌基合金” http://www.sdjinshu.com/webtinglian/hejin 阿里巴巴 http://shop1394415365270.1688.com/ 通用网址：锌铝合金滑动轴承 网络实名：耐磨锌基合金 地址：济南市经十路东首科院路 19 号 电话：0531-82605379 传真：0531-85599178 联系人：田长文 13964050600
13.59
2 小时 3.07
2.80
4.2 JC31-160T 锻压机床应用试验（时间 1989 年） 轴套内径Ф450mm，外径Ф480mm，长度 160mm。冲料试验满负荷
160 吨、超负荷 200 吨，时间 4 小时。刚性块试验约 80 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 载比压 P 为 2725 N/cm2。现已应用于 12 吨至 1250 吨位锻压机床。
图 1 获奖证书
2、主要力学性能
表 1 ZA27C 合金的力学性能及与锡青铜性能的比较
合金牌号
拉伸强度 伸长率 布氏硬度 拉伸屈服 剪切强度 抗弯强度
MPa
%
HB
强度,MPa
MPa
MPa
பைடு நூலகம்
ZA27C 铸态 400-440 3-10 110-125
360
290
740
ZA27C 挤压 450-510 12-20 120-135
图 9 橡胶机械“双 8 字”油槽轴套 7.5 化工机械
图 10 化工机械轴套
9
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7.6 木工机械 主要用于制造旋切机螺母。
图 11 旋切机螺母 8、工程中心装备 l 生产设备
Ø 拥有 7 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、 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 加工设备。
高强度耐磨锌基合金 ZA27C 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 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、 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 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（5.0g/cm3），被国 际上材料科学家公认为 21 世纪的绿色工程材料。
7.2 工程机械 自 1995 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 套件。
图 4 工程机械轴套 7.3 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 套、蜗轮螺母。
6
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许用[P] N/cm2 2500 1500 800 3000 2500
许用[V] m/s 7 10 3 8 12
许用[PV] N.M/ cm2.S
3000 1500 1200 6000 3000
摩擦系数 （机油润滑） 0.008-0.01 0.008-0.01 0.008-0.01 0.009-0.012 0.008-0.01
7.1 锻压机床 1989 年首次在 JC31-160T 锻压机床应用成功。目前已应用于 12 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 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。
图 3 锻压机械轴套
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3
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4.3 国际铅锌研究组织（ILZRO）研究数据
国际铅锌研究组织（ILZRO）进行了专项研究计划，对耐磨锌基
合金和锡青铜 SAE660(相当于我国的 ZQSn6-6-3)的轴承性能进行了
对比试验。结果为：承载能力大于 SAE660 锡青铜，磨损率小于 SAE660
380
ZQSn10-1
310
2
90-120
200
ZQSn6-6-3
200
10
65-75
90
ZQSn5-5-5
250
10
65-75
90
2
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3、滑动轴承性能
表 2 ZA27C 合金的轴承设计参数
合金牌号
ZA27C ZQSn10-1 ZQSn6-6-3 ZQAL9-4 ZQPb30
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 等工艺生产管棒板等型材。
1
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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 20 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。
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高强度耐磨锌基合金产品
Ø 锻压机械轴套轴瓦导板蜗轮 Ø 工程机械轴套轴瓦 Ø 矿山机械轴套轴瓦 Ø 橡胶机械轴套 Ø 化工机械轴套 Ø 机床导板轴套蜗轮螺母 Ø 旋切机螺母 Ø 减速机蜗轮 Ø 压滤机液压缸密封套导向套 Ø 加压过滤机半轴瓦 Ø 锌基合金固体自润滑滑动轴承 Ø 锌基合金挤压型材
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l 金相、成分等分析设备
Ø 蔡司 EVOMA10 扫描电子显微镜（配 EBSD、能谱） Ø 蔡司 AX10 金相显微镜 Ø 蔡司体视显微镜 Ø VL2000DX-SVF17SP 激光共聚焦显微镜 Ø PDA-7000 质厚光谱仪 Ø 耐驰 STA 449 F3 差热扫描量热仪（DSC）
高强度耐磨锌基合金 ZA27C 及系列产品
山东省科学院新材料研究所 田长文
1、高强度耐磨锌基合金 ZA27C 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
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 度耐磨锌基合金 ZA27C 各项技术指标居国际先进水平。
山东省科学院（东区）
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德国蔡司 EVOMA10 电子显微镜
德国蔡司 AX10 金相显微镜
瑞典 Thermol-calc 合金热力学计算软件
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5.8
线胀系数，1/℃
26×10-6
18×10-6
注：%IACS 为相对于标准退火铜导电率的百分比
ZQSn10-1
6、ZA27C 合金的金相组织
X100
图 2 ZA27C 合金的金相组织（铸态）
4
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7、高强度耐磨锌基合金 ZA27C 的应用
图 5 破碎机轴瓦
图 6 直径 Φ860 加压过滤机轴瓦粗车毛坯
7
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图 7 矿山机械提升机螺母 7.4 橡胶机械
主要应用于硫化机等橡胶机械设备。
图 8 橡胶机械轴套
8
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Ø WDW200E 金属材料拉伸试验机（可进行高温拉伸试验） Ø 50kN/RD-50 高温蠕变持久试验机蠕变试验机 Ø 20kN/RD-20 低温蠕变持久试验机 Ø Landmark370.25--MTS 高频疲劳试验机（可进行高温疲劳试验） Ø 冲击试验机（可进行低温、常温冲击试验） Ø HV1000 显微硬度计 Ø HB3000 布氏硬度计
韩国 Anycasting 铸造模拟软件
材料拉伸试验机
金属疲劳试验机
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低压铸造机
深圳力劲产 630 吨压铸机
800 吨双动金属型材挤压机
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4、耐磨性能
4.1 实验室强化磨损试验
表 3 ZA27C 实验室强化磨损试验结果
上试样
ZQSn6-6-3 锡青铜 ZA27C
下试样 转速 摩擦 转/分 方式
45 钢 200 滑动
润滑条件 20 机油
45 钢 200 滑动 20 机油
压力 Kgf 20
20
试验时 磨损体
间
积 mm3
2 小时 13.06
锡青铜，在重载条件下，摩擦系数小于 SAE660 锡青铜。
5、物理性能
表 4 ZA27C 合金与锡青铜的物理性能比较
性能\合金
ZA27C
ZQSn5-5-5
密度，g/cm3
5.0
8.82
比热，J/kg.℃
525
376
热导率，W/m2.℃
122.5
72
电导率，%IACS
29.7
15.1
电阻率，µΩ.cm.20℃
l 材料设计与成形加工模拟软件
Ø 瑞典 thermol-calc 合金热力学计算软件 Ø 韩国 Anycasting 铸造模拟软件 Ø 塑形成形软件 Ø 第一性原理计算
山东省科学院新材料研究所 网址：http://www.sdxcl.com 山东有色金属网“耐磨锌基合金” http://www.sdjinshu.com/webtinglian/hejin 阿里巴巴 http://shop1394415365270.1688.com/ 通用网址：锌铝合金滑动轴承 网络实名：耐磨锌基合金 地址：济南市经十路东首科院路 19 号 电话：0531-82605379 传真：0531-85599178 联系人：田长文 13964050600
13.59
2 小时 3.07
2.80
4.2 JC31-160T 锻压机床应用试验（时间 1989 年） 轴套内径Ф450mm，外径Ф480mm，长度 160mm。冲料试验满负荷
160 吨、超负荷 200 吨，时间 4 小时。刚性块试验约 80 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 载比压 P 为 2725 N/cm2。现已应用于 12 吨至 1250 吨位锻压机床。
图 1 获奖证书
2、主要力学性能
表 1 ZA27C 合金的力学性能及与锡青铜性能的比较
合金牌号
拉伸强度 伸长率 布氏硬度 拉伸屈服 剪切强度 抗弯强度
MPa
%
HB
强度,MPa
MPa
MPa
பைடு நூலகம்
ZA27C 铸态 400-440 3-10 110-125
360
290
740
ZA27C 挤压 450-510 12-20 120-135
图 9 橡胶机械“双 8 字”油槽轴套 7.5 化工机械
图 10 化工机械轴套
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7.6 木工机械 主要用于制造旋切机螺母。
图 11 旋切机螺母 8、工程中心装备 l 生产设备
Ø 拥有 7 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、 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 加工设备。
高强度耐磨锌基合金 ZA27C 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 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、 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 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（5.0g/cm3），被国 际上材料科学家公认为 21 世纪的绿色工程材料。
7.2 工程机械 自 1995 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 套件。
图 4 工程机械轴套 7.3 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 套、蜗轮螺母。
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许用[P] N/cm2 2500 1500 800 3000 2500
许用[V] m/s 7 10 3 8 12
许用[PV] N.M/ cm2.S
3000 1500 1200 6000 3000
摩擦系数 （机油润滑） 0.008-0.01 0.008-0.01 0.008-0.01 0.009-0.012 0.008-0.01
7.1 锻压机床 1989 年首次在 JC31-160T 锻压机床应用成功。目前已应用于 12 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 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。
图 3 锻压机械轴套
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4.3 国际铅锌研究组织（ILZRO）研究数据
国际铅锌研究组织（ILZRO）进行了专项研究计划，对耐磨锌基
合金和锡青铜 SAE660(相当于我国的 ZQSn6-6-3)的轴承性能进行了
对比试验。结果为：承载能力大于 SAE660 锡青铜，磨损率小于 SAE660
380
ZQSn10-1
310
2
90-120
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ZQSn6-6-3
200
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ZQSn5-5-5
250
10
65-75
90
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3、滑动轴承性能
表 2 ZA27C 合金的轴承设计参数
合金牌号
ZA27C ZQSn10-1 ZQSn6-6-3 ZQAL9-4 ZQPb30
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 等工艺生产管棒板等型材。
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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 20 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。
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高强度耐磨锌基合金产品
Ø 锻压机械轴套轴瓦导板蜗轮 Ø 工程机械轴套轴瓦 Ø 矿山机械轴套轴瓦 Ø 橡胶机械轴套 Ø 化工机械轴套 Ø 机床导板轴套蜗轮螺母 Ø 旋切机螺母 Ø 减速机蜗轮 Ø 压滤机液压缸密封套导向套 Ø 加压过滤机半轴瓦 Ø 锌基合金固体自润滑滑动轴承 Ø 锌基合金挤压型材
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l 金相、成分等分析设备
Ø 蔡司 EVOMA10 扫描电子显微镜（配 EBSD、能谱） Ø 蔡司 AX10 金相显微镜 Ø 蔡司体视显微镜 Ø VL2000DX-SVF17SP 激光共聚焦显微镜 Ø PDA-7000 质厚光谱仪 Ø 耐驰 STA 449 F3 差热扫描量热仪（DSC）
高强度耐磨锌基合金 ZA27C 及系列产品
山东省科学院新材料研究所 田长文
1、高强度耐磨锌基合金 ZA27C 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
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 度耐磨锌基合金 ZA27C 各项技术指标居国际先进水平。
山东省科学院（东区）
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德国蔡司 EVOMA10 电子显微镜
德国蔡司 AX10 金相显微镜
瑞典 Thermol-calc 合金热力学计算软件
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5.8
线胀系数，1/℃
26×10-6
18×10-6
注：%IACS 为相对于标准退火铜导电率的百分比
ZQSn10-1
6、ZA27C 合金的金相组织
X100
图 2 ZA27C 合金的金相组织（铸态）
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7、高强度耐磨锌基合金 ZA27C 的应用
图 5 破碎机轴瓦
图 6 直径 Φ860 加压过滤机轴瓦粗车毛坯
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图 7 矿山机械提升机螺母 7.4 橡胶机械
主要应用于硫化机等橡胶机械设备。
图 8 橡胶机械轴套
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