一种用于ABS传感器衬套的铍青铜合金材料 【技术领域】
本发明总体涉及一种用于固定汽车ABS传感器的衬套,特别是用于制作衬套的铍青铜材料,属于铜基合金领域。
背景技术
目前,在汽车上装备的各种安全设备中,ABS(防抱死制动系统)应用最广泛,传感器是ABS的重要部件,传感器固定的方式会影响系统的测试精度。
传感器在固定支架中的固定方式一般有两种,一种是固定支架的内孔直径可微量收缩,由于内孔直径等于传感器外径,安装传感器时,空气间隙调定后,可用紧固螺栓,使支架内径收缩夹紧传感器;另一种是依靠弹簧衬套,将传感器固定在固定支架的内孔中。前者需要要人工调整空气间隙,安装好后传感器不易松动,但这给安装带来一定难度;后者固定方式中的空气间隙可自调,装配简单,安全可靠,维护方便。第二种固定方式主要用于经济实用、通用性强的机械式ABS上,主要用在商用车上,其中重要的零件就是弹性衬套。
在这里,衬套主要是起固定作用,而由于固定方式中的空气间隙的可自调性,弹性显得尤为重要,而磨损也是不可避免的,故此衬套必须具有良好的弹性、耐磨性和一致性;由于在车轮附近工作,环境恶劣,制动过程中会产生高温,故此它还要有抗高温、防静电、抗蚀性等特点;另外由于ABS电控单元及传感器到其连接导线易受电磁场的影响而工作失常,故此衬套要具有防电磁干扰的作用。
铍青铜具有优异的机械性能、物理性能和化学稳定性,是一种重要的弹性材料,它具有抗拉强度大、耐疲劳强度高、耐高温性好、抗腐蚀性能强、成型性好等特点,具有良好的导电性、导热性和散热性,还具有无磁性、受冲击时不产生火花等优点。诸多优点决定了铍青铜是制作弹性衬套的优选材料。
市场上国内生产的铍青铜衬套强度不高,使用寿命较低,没有发挥出铍青铜的优势,主要是由于材料的配比不够理想,工艺不够成熟,鉴于此,需要提供一种新的高性能材料,适应市场需求。
【发明内容】
本发明的目的在于,提供一种弹性好、强度高,适用于ABS传感器衬套的铍青铜合金材料。
本发明提供一种铍青铜合金材料,按重量百分比计,该合金成分为铍:1.8~2.5%、钴:0.15~0.3%、铝:0.01~0.05%、铁:0.01~0.05%、镍:0.001~0.01%、锌:0.01~0.1%、不可避免的杂质<0.001%,余量为Cu。
本发明是由以下四种优选方案实现:
一种优选技术方案,其特征在于:所述铍青铜合金中的铜、铍、钴总量不小于99.5%;
一种优选技术方案,其特征在于:所述铍青铜合金中还含有0.01~0.05%的铝和铁;
一种优选技术方案,其特征在于:所述铍青铜合金中还含有0.01~0.1%的锌;
一种优选技术方案,其特征在于:所述铍青铜合金中还含有不超过0.001%~0.01%的镍;
下面对本发明的合金中添加的其它元素的功能和原因进行说明:
所述的传感器衬套用铍青铜合金材料,是利用铍、钴及其中间化合物可以均匀弥散的分布在晶内及晶界的特性,并且通过加工及热处理使得合金的分布更为均匀,不仅提高了合金的硬度及弹性,并且大大提高了其综合性能;
所述的传感器衬套的铍青铜合金中添加钴主要是为了增加基体强度,提高耐磨性,使合金具更高的韧性,并减少对冲击的敏感性能,其总体含量不小于0.15%;
所述的传感器衬套的铍青铜合金中添加铝主要是为了提高合金在室温及高温下的力学性能及抗氧化性,其总体含量不超过0.05%;
所述的传感器衬套的铍青铜合金中添加镍的作用主要是去铍形成中间化合物,增加基体强度,并且有抗应力腐蚀的作用,其总体含量不超过0.01%;
所述的传感器衬套的铍青铜合金中添加锌的作用主要是其提高其塑性作用,其总体含量不超过0.1%;
所述的传感器衬套的铍青铜合金中添加铁的作用主要是起细化晶粒的作用,阻止晶粒的长大,并且也可以起到提高其高温抗软化性能的作用,其总体含量不超过0.05%。
本发明的铍青铜合金材料,经过试验测试,其物理机械性能如下:
1、抗拉强度(σb):830~860MPa
2、硬度(HV):394~398
3、延伸率(δs):2%~3%
4、弹性模量(E):128~130GPa
本发明的优点在于,获得的合金产品晶粒细小,具有非常优异的力学性能,尤其具有较好地硬度及弹性,具备良好的热加工性能和优良的耐蚀性能,抗高温软化能力好,特别适用于制造ABS传感器衬套,也可用于制作电阻焊机中各类焊接电极、各类模具镶嵌件及其他弹性元件,具有优异的物理和机械性能与良好的经济效益。
【具体实施方式】
下面通过实施例对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域技术熟练人员可以根据上述本发明内容做出一些非本质的改进和调整。
实施例
本实例中,铍青铜合金材料的制造方法是:在熔炼时先进行铜锌及铜镍的熔炼,温度为1150℃~1250℃,随后加入铜铍中间合金、钴及铁,静置保温10分钟后,再加入铝,保温20~30分钟后进行浇铸,浇铸温度为1050℃~1100℃,形成合金铸锭。上述合金在580~680℃温度下进行成型挤压,在400~450℃温度下,进行热处理30分钟~5小时,以≤100℃/小时的冷却速度进行冷却,在低于400℃的温度进行成品退火。采用上述工艺制备三种不同组分的铍青铜合金铸锭,经热挤压成毛坯,制成相应的测试件,按国家标准进行测试,其主要性能指标见表1:
表1本发明铍青铜合金材料的化学成分与主要性能指标