QAl10-3-1.5耐磨铝青铜百科

我们来详细解析一下 QAl10-3-1.5 铝青铜 的特性。

首先，解读其牌号：

Q：表示“青”铜。

Al：主加元素为“铝”。

10：铝的平均含量约为 10%。

3：铁的平均含量约为 3%。

1.5：锰的平均含量约为 1.5%。

它是一种高强度、高耐磨性的铁锰铝青铜，是应用非常广泛的一种铸造铝青铜合金。

核心特性总结

极高的强度和硬度：

在铝青铜家族中属于高强度级别。其抗拉强度、屈服强度和布氏硬度都非常突出，优于许多常见的铸造青铜（如锡青铜）和部分钢材。

强度接近或超过某些中碳钢，但密度更小（约7.5 g/cm³），具有较高的比强度。

出色的耐磨性和抗咬合性：

这是其最著名的优点。表面在高压力下能形成坚硬、致密的氧化铝（Al₂O₃）薄膜，极大降低了摩擦系数，防止与配对件（如钢轴）发生粘着磨损（“咬死”）。

特别适用于重载、低速、边界润滑或干摩擦的恶劣工况。

优良的耐腐蚀性：

对大气、海水、盐水以及多数有机酸（如柠檬酸、醋酸）溶液有极好的抵抗力。

耐海水腐蚀性能优于不锈钢和纯铜，是海洋工程和化工设备的理想材料。

良好的疲劳强度和承载能力：

能够承受高循环应力和冲击载荷，不易产生疲劳裂纹，适合制造轴承、齿轮等高负荷动态部件。

优异的抗空泡腐蚀性：

在高速流体（如海水）中，能抵抗因气泡破裂产生的冲击破坏，常用于船舶螺旋桨、水泵叶轮等。

良好的高温性能：

在400°C以下能保持较高的强度和抗氧化性，工作温度范围比锡青铜宽得多。

自润滑性（有限）与导热性：

摩擦性能好，但并非像石墨那样具有自润滑性。其导热性良好，有助于散发热量，防止局部过热。

加工与工艺特性

铸造性能良好：流动性好，收缩率相对较低，适合砂型铸造、离心铸造、金属型铸造等，能获得致密铸件。

焊接性能尚可：可以进行电弧焊、氩弧焊，但需使用专用焊材，并控制热输入。

切削加工性较差：由于其高强度和韧性，属于“粘刀”材料，切削时需选用合适的刀具（硬质合金刀具）、充分的冷却和较低的切削速度。

不可热处理强化：其高性能主要依靠合金成分（尤其是铁形成的κ相强化）和铸造组织获得，通常不通过淬火回火来强化。

与常见铝青铜牌号对比

vs QAl9-4（铝铁青铜）：QAl10-3-1.5因添加了锰（Mn），其强度、硬度和耐磨性通常优于QAl9-4，同时韧性稍有改善，综合力学性能更好。

vs ZCuSn10Zn2（锡青铜）：强度、硬度、耐磨性、承载能力全面超越，且成本更低。但减摩自润滑性和磨合性可能略逊于某些高锡青铜。

典型应用领域

基于以上特性，QAl10-3-1.5常用于制造以下关键部件：

重载轴承和轴套：如轧钢机轴承、船舶尾轴套、矿山机械轴承。

齿轮、蜗轮和传动件：特别是需要耐磨、耐冲击的齿轮。

船舶与海洋工程：螺旋桨、舵承、海水泵阀、系船栓。

化工设备：阀座、泵体、耐蚀齿轮。

高强度结构件：要求耐蚀、耐磨的机架、螺母、法兰等。

缺点与注意事项

对过热蒸汽耐蚀性差：在高温高压蒸汽中易发生“脱铝腐蚀”。

价格相对较高：虽然比锡青铜便宜，但仍比普通碳钢贵。

加工难度大：如前所述，对刀具和工艺要求高。

总结

QAl10-3-1.5铝青铜是一种以“高强度、高耐磨、耐腐蚀”三强结合为特色的高性能铸造铜合金。 它是解决重载、低速、恶劣环境（尤其是海水和化工环境）下摩擦磨损问题的标杆材料之一，在机械、船舶、化工、冶金等行业中扮演着不可替代的角色。在选择时，应重点权衡其卓越的性能与较高的材料及加工成本。