概述

ZCuAll0Fe3是铜-铝-铁三元系高强度铸造铝青铜。元素铁在铝青铜中的溶解度约为1%,多余的铁形成FeAl?化合物并成为合金凝固时的结晶核心，使网状的脆性(α+Y?)共析体转变成粒状，从而显著地提高合金的强度、硬度和耐磨性能。此外，铁还能降低β→a+Y?+k三相共析转变温度和扩大α相区，有助于减轻“缓冷脆性”(β相共析转变，形成粗大的脆性相，使合金变脆)。

合金具有高的力学性能，优良的耐蚀性和耐水压性能，在℃以下热稳定性良好。

该合金可在铸态下应用，也可在变形状态下应用。主要用于制造在中等载荷和中等转速下工作的耐磨零件和高强度的结构零件。

材料牌号10-3铸造铝青铜ZCuAl10Fe3。

相近牌号见表1-1。

材料的技术标准GB/T—《铸造铜合金技术条件》。化学成分见表1-2。

热处理制度合金热处理强化作用不明显。经淬火和回火后硬度稍有提高，适当的常化处理能减少脆性。淬火和回火：～℃淬火，～℃,1～3h回火。常化处理：～℃,1～4h退火，空冷。消除应力退火：～℃,1～2h,空冷。

品种规格与供应状态铸件。

熔炼与铸造工艺

熔炼工艺合金通常用感应电炉或坩埚炉熔炼。铝在高温下易氧化，生成悬浮渣，应使用能溶解氧化铝的冰晶石溶剂覆盖或造渣精炼。若使用回炉料，熔化后要用少量氯化锌精炼和吹N?除气。传统的两次熔炼工艺是将铝和铁制成熔点为℃的Al-30%Fe或熔点为～C的A?-50%Fe中间合金。熔炼程序为：熔化纯锅→加回炉料→加中间合金→加氯化锌精炼→扒渣→吹N?除气→调温浇注。

近年来，还采用了不用中间合金的一次熔炼法。熔炼程序为：铁屑(除去油的低碳钢屑)上面覆盖部分铜块一起开熔→加部分铜→钢屑熔化2/3后加铝搅拌→加铜调温→加氯化锌精炼→扒渣→吹N?除气→浇注，

采用一次熔炼法要控制加铝后熔体局部过热程度，以防合金熔体大量吸气。

铸造工艺

铸造性能该合金具有窄的结晶温度范围(～℃),凝固时具有壳型结晶特征；流动性高，℃时为85cm,易于充型；线收缩率大(为2.5%),易形成集中的深缩孔；元素铝在熔化和浇铸过程中易氧化，生成悬浮性的一次氧化渣和二次氧化渣；熔体有较强的吸气性，易形成气孔。

铸造方法宜采用金属型、半金属型、干砂型和熔模精铸工艺。

铸型设计为了撤渣，浇铸系统中应设置过滤网和集渣包；采用先封闭后开放的底注式浇注系统，以利金属熔体平稳充型，减少二次氧化；采用开放式的具有足够尺寸的冒口，以利补缩并将集中缩孔留在冒口内。浇注系统各组元的断面尺寸比为：

大型件Fn:Fa:Fm:Fm=1.5:1:(2～3):(20)。

小型件Fn:Fa:F微：Fw=1.5:1:(2～3):(5～10)。

浇铸温度大型件为～℃;小型件为～℃。

应用概况与特殊要求该合金在铸态下、也可在变形态下使用。主要用作在中等载荷和中等速度下工作的耐磨零件以及高强度耐蚀结构零件，如齿轮、衬套、垫圈、扇形摇臂、支撑环、支架等。