1930二戰前夕,為了解決銅資源短缺和成本高的問題,德國開始尋找錫青銅、鉛黃銅和巴氏合金的替代品,並開始了新壹代滑動軸承合金的研究。
1935年,德國經過近五年的研究,發現鑄造鋅基合金和鑄造鋁基合金的力學性能和減摩性能可以超過銅基合金和巴氏合金。
1938年,德國成功用鑄造鋅合金代替錫青銅和鋁青銅,用鑄造鋁合金代替巴氏合金制造軸瓦(套)產品,裝備在軍用坦克和汽車上,取得良好效果。
1939至1943“二戰”期間,德國鑄造鋅合金和鑄造鋁基合金的年使用總量從7800噸猛增至49000噸,引起了國際鉛鋅組織的極大關註和重視。
65438-0959年,國際鉛鋅組織成員單位聯合啟動了壹項名為“LONG-S計劃”的科研項目,旨在研制比銅基合金和巴氏合金性能更高、使用壽命更長的新壹代減摩合金。在這個計劃中,正在開發的減摩合金被稱為long-s金屬。
在1961-1963期間,國際鉛鋅組織成員單位率先研制出鋁基長s金屬減摩合金,牌號為AS7、AS12、AS20。鋁基合金AS7和AS12首次應用於汽車,替代傳統的銅基合金軸瓦,大大提高了汽車的高速性能,促進了汽車工業的快速發展。之後,鋁基合金AS20被應用於大中型電機、汽輪機、水輪機、工業泵、鼓風機、壓縮機等高速、中低負荷工況,取代了傳統的巴氏合金,推動了裝備制造業的快速發展。
70年代初,加拿大Norand Mines Limied研究中心與美國Zastern公司合作開發了鋅基長s金屬減摩合金ZA8、ZA12、ZA27等。,並將ZA27減摩合金應用於軋機、壓力機、齒輪箱、磨煤機、空調、精密機床等低速重載工作場所。完全替代傳統的銅基合金減摩材料。
新壹代長s金屬減摩合金的出現引起了國際用戶的極大關註。許多工業化國家在長s金屬的研發上投入了更多的人力物力,僅美國就有數十家公司開發了長s金屬的鋁基和鋅基減摩合金。
龍-s金屬因其優良的減摩性和良好的經濟性,在制造領域得到迅速推廣,完全取代了銅基合金、巴氏合金等傳統減摩合金,具有很強的市場競爭力。
後來人們把long-s金屬軸承合金稱為壹種新型減摩合金。
美國Zastern公司技術顧問Bess先生在介紹“long-s計劃”的文章中指出,發展經濟型long-s金屬鋅基合金的目的,不僅僅是在有能力的地方替代傳統軸承合金,更重要的是通過Long-S技術將LONG-S金屬應用於強度和耐磨性不能滿足要求的地方的銅基合金和巴氏合金。
根據貝斯先生當時的預測,“龍-s金屬鋅基合金在不久的將來會有很大的發展,生產規模和銷售市場會迅速擴大,21世紀將是龍-s金屬鋅基合金的鼎盛時期。”
二、國內鋅合金的發展
由於新型龍-s金屬鋅合金和傳統巴氏合金都可以用來制造滑動軸承,而且制造成本遠低於巴氏合金,所以龍-s金屬在國內音譯為“龍氏合金”,在業內稱為新型減摩合金,更多的人習慣稱之為新型軸承合金。
1982年,國家鑄造技術歸口單位沈陽鑄造研究所引進美國ASTM B791-1979標準中的長s金屬ZA27鋅合金。經過近兩年的消化吸收,研制出國產新型軸承合金,國家標準代號為ZA27-2,標誌著我國新型減摩合金研制的開始。
65438-0985由時任遼寧省副省長陳淑芝女士發起,沈陽鑄造研究所相關領導支持,由沈陽鑄造研究所技術精英組成的沈陽軸承材料研究所成立,專門引進國外先進的龍-s金屬技術,推動國內“龍合金”技術的發展和普及。
1991年,沈陽軸承材料研究所在鋅基ZA27-2合金的基礎上,首次研發出高鋁鋅基ZA303合金材料,解決了ZA27-2低溫脆性大的缺點,並於當年通過沈陽市科委科技成果鑒定。此後,“龍的合金”的技術在國內高校和科研單位得到了廣泛的傳播和交流。
第三,鋅基合金已經進入“微晶合金”時代
1990年7月,首屆國際納米科技大會在美國巴爾的摩召開,標誌著納米科學的正式誕生,正式宣告納米材料科學成為材料科學的壹個新分支。
從65438年到0999年,納米技術進入市場,基於納米技術的產品全球年營業額達到500億美元。壹些國家制定了相關戰略或計劃,投入巨資搶占納米技術的戰略高地。日本成立了納米材料研究中心,將納米技術納入新五年科技基本計劃的研發重點;德國建立了納米技術研究網絡;美國將納米計劃視為下壹次工業革命的核心;中國也將納米技術列為中國的“973計劃”。
2001源於納米技術的壹個分支——微納應用技術。發達國家的微納應用技術已經應用於基礎材料領域,並取得了驚人的成果,尤其是許多微納技術制成的微晶合金材料,正在對人類產生深遠的影響,徹底改變了人們的思維方式。
2005年,中國微納技術學會正式成立,標誌著我國微納應用技術的起步,在滿足功能材料個性化需求方面與發達國家站在了同壹起跑線上。
中國微納米技術學會成員單位的科研人員將微納米技術應用於特種減摩合金材料領域,先後開發出對某些單項性能有特殊要求的微晶合金材料,如航空發動機用輕質鎂基微晶合金、耐高溫鎳基微晶合金、高可靠性銀基微晶合金等。特種微晶軸承材料不僅填補了我國減摩材料的空白,而且在材料的單項性能方面與世界微晶合金技術的發展保持同步。
2009年,中科院沈陽金屬所、沈陽鑄造所和沈陽鞏俐大學等微納技術應用研究領域的專家,開展了產學研聯合研究;開發了微合金化處理、低溫淬火等壹套熔鑄聯合工藝(俗稱三次熔煉工藝),實現了鋅基微晶合金的制備。四種鋅基微晶合金材料已在國內批量生產,包括超低摩擦系數的微晶鋅基合金LZA3805、PV值大的微晶鋅基合金LZA4008、超耐磨的微晶鋅基合金LZA4205和抗沖擊性好的微晶鋅基合金LZA4510。
鋅基微晶合金能滿足個體性能的特殊要求,是區別於傳統普通減摩合金的重要標誌。為裝備制造業實現減摩材料定制化生產,滿足裝備制造個性化需求,實現裝備制造高效率、高精度、高可靠性、低成本提供了有力保障。
2010鋅基微晶合金制造的軸瓦、軸套、蝸輪、滑板、螺母等壹系列減摩產品已成功應用於鍛造設備制造業、數控機床制造業、齒輪箱制造業、重型礦山設備制造業、工程機械制造業。
鋅基微晶合金產品成功替代了傳統減摩合金,開發出可靠性和穩定性高的新型減摩合金產品,取得了良好的社會效益和巨大的經濟效益,標誌著我國鋅基合金的發展進入了“微晶合金”時代!