專利名稱：一種軸瓦基底層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸瓦技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種軸瓦的基底層。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機滑動軸承主要包括軸瓦、襯套、翻邊瓦及止推片?；瑒虞S承的主要作用有 1、支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度；2、減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦與磨損。對于汽輪機、離心式壓縮機、內(nèi)燃機、大型電機等這些需要高速、重載、高精度、結(jié)構(gòu)上需要剖分的場合均需采用滑動軸承，因此滑動軸承是內(nèi)燃機滑動軸承中的重要零件。而軸瓦是軸承的重要構(gòu)件之一，是滑動軸承和軸接觸的部分，主要作用是承載軸頸所施加的作用力、保持油膜穩(wěn)定、使軸承平穩(wěn)地工作并減少軸承的摩擦損失。因此它是發(fā)動機最關(guān)鍵的零件之一，軸瓦性能的好壞直接影響著發(fā)動機的性能。隨著內(nèi)燃機向高載、環(huán)保方向發(fā)展，對軸瓦性能的要求不斷提高，要求軸瓦材料不僅有高的承載能力和抗疲勞強度，同時具有良好的環(huán)保性能， 目前還沒有一種能滿足上述要求的滑動軸承材料。傳統(tǒng)的銅基合金軸瓦基底層是一種銅鉛雙金屬鋼帶(如CuH^OSM、Ci^bMSn等)， 其在高承載內(nèi)燃機上得到了廣泛的應(yīng)用。但是該材料中鉛的含量比較高，對環(huán)境破壞較大， 不符合社會發(fā)展需要，所以迫切需要一種能替代傳統(tǒng)銅基合金材料的環(huán)保型軸瓦基底層合金材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使軸瓦具有高承載能力、抗疲勞強度高、環(huán)保無污染的新型軸瓦基底層。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種軸瓦基底層，其特征在于所述軸瓦基底層為一銅合金，由錫鎳鉍錳銅合金構(gòu)成的粉末燒結(jié)體，錫鎳鉍錳銅合金中各元素的重量百分配比是錫8 12%，鎳0. 7 1. 3%，鉍 2 5%，錳0. 6 3%，余量為銅。錫鎳鉍錳銅合金的重量百分配比具體可以是
所述錫鎳鉍錳銅合金中錫8%，鎳1. 3%，鉍2. 5%，錳1. 5%，余量為銅。所述錫鎳鉍錳銅合金中錫12%，鎳1%，鉍5%，錳3%，余量為銅。
所述錫鎳鉍錳銅合金中錫8%，鎳0. 7%，鉍2%，錳0. 6%，余量為銅。所述錫鎳鉍錳銅合金中錫10%，鎳1. 2%，鉍3%，錳1%，余量為銅。所述錫鎳鉍錳銅合金中錫9%，鎳0. 9%，鉍4%，錳2. 5%，余量為銅。本發(fā)明還提供一種上述任意一種軸瓦基底層制造工藝，由以下主要工藝構(gòu)成1)按所述錫鎳鉍錳銅合金中各元素的重量百分配比，采用水霧法制取錫鎳銀銅合金粉
末；
2)將上述合金粉均勻地鋪在低碳鋼底層上；
3 )經(jīng)過初燒、初軋、復(fù)燒、復(fù)軋制成所述錫鎳鉍錳銅合金表層。錫具有良好的耐腐蝕性，可溶于銅基體中而對其強化，且可細(xì)化晶粒，錫還能提高合金的耐磨性和耐蝕性，一般加入量在12%以內(nèi)。鎳能提高合金的彈性模數(shù)，能強化合金，一般加入量是1%1%。錳能提高合金的耐溫性和韌性，同時，加入錳還可以去除生產(chǎn)工藝中的部分氧化物。如果錳的含量高于3%，將會使合金的脆性增強，含量高于10%以上會使合金的強度顯著增強，不利于滑動軸承的使用。鉍具有一定的延展性，少量的鉍可以提高合金的耐磨性，但由于鉍具有一定的脆性，合金中含量不能超過10%。本發(fā)明中，首先，錫和鉍用以替代傳統(tǒng)材料中的鉛，作為軟相出現(xiàn)，增強合金的耐磨性和耐腐蝕性；由于合金中不含鉛，如果錫和鉍的含量少，則合金的耐磨性會顯著下降； 經(jīng)試驗證明，如果錫的含量為4%、不添加鉍，其它元素含量不變，合金的耐磨性下降30%以上；如果沒有錫和鉍，只有其它元素，則合金的抗咬合性下降50%以上。其次，本發(fā)明合金中如果不添加錳元素，則制造出的合金表面明顯分布微小孔洞，經(jīng)過機械加工后，孔洞仍然無法消除，如果錳的含量達(dá)到10%以上，則合金的硬度達(dá)到HB160以上，又不適合滑動軸承的使用。另外，本發(fā)明中鎳元素，用于強化金屬顆粒分布，如果鎳含量太高，會引起合金的硬度顯著增加，抗咬合性能下降。綜上所述，本發(fā)明有如下優(yōu)點
與現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有的軸瓦銅基合金材料一般為鉛錫銅(PbSnCu)合金，鉛的含量高達(dá)20%以上，對環(huán)境嚴(yán)重污染。通過實驗驗證，可見而本發(fā)明軸瓦基底層是一種錫鎳鉍錳銅合金，在錫鎳鉍錳銅合金中的錫具有良好的耐腐蝕性能，由于不含鉛，用本發(fā)明材料制造的滑動軸承軸瓦，消除了鉛對環(huán)境的污染，符合環(huán)保要求。(1)本發(fā)明軸瓦基底層組成成分完全不含鉛，符合環(huán)保要求。(2)本發(fā)明軸瓦基底層采用“英國格雷西爾藍(lán)寶石疲勞試驗臺”進行抗疲勞強度測試，得出本發(fā)明的抗疲勞強度達(dá)到150MPa，符合內(nèi)燃機要求。(3)通過“鹽霧試驗箱”測試本發(fā)明軸瓦基底層的耐腐蝕性，試驗結(jié)果表明本發(fā)明材料的耐腐蝕性較傳統(tǒng)的Ci^bMSn材料的耐腐蝕性好。(4)本發(fā)明材料在250°C高溫下不變形，穩(wěn)定性能較好。(5)本發(fā)明材料加工采用粉末燒結(jié)而成，無需對原有設(shè)備進行大規(guī)模的改造節(jié)約制造成本，易于推廣，可廣泛運用于滑動軸承相關(guān)部件的生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明軸瓦基底層的剖切結(jié)構(gòu)示意圖。背層、基底層(即銅基合金層)、鎳柵層和減摩層
具體實施例方式滑動軸承之軸瓦由依次設(shè)置的鋼構(gòu)成，特別是對于高強度內(nèi)燃機滑動軸承之軸瓦一般由鋼背層、銅基合金層(0. 2^0. 5mm)、 表面覆蓋層(1(Γ25μπι)組成，在表面覆蓋層和銅基合金層之間一般增加一層鎳柵層 (Γ2 μ m),主要是為了防止銅基合金層中銅的擴散。而本發(fā)明所述的軸瓦基底層由銅合金層構(gòu)成，該銅合金層是由錫鎳鉍錳銅合金構(gòu)成的粉末燒結(jié)體，錫鎳鉍錳銅合金中各元素的重量百分配比是錫8 12%，鎳0. 7 1. 3%， 鉍2 5%，錳0. 6 3%，余量為銅。實施例1
所述錫鎳鉍錳銅合金的重量百分配比實施例2 所述錫鎳鉍錳銅合金的重量百分配比實施例3 所述錫鎳鉍錳銅合金的重量百分配比實施例4 所述錫鎳鉍錳銅合金的重量百分配比實施例5
所述錫鎳鉍錳銅合金的重量百分配比錫9%，鎳0. 9%，鉍4%，錳2. 5%，余量為銅。如圖1所示，軸瓦基底層2設(shè)置在軸瓦底層低碳鋼層1即鋼背層上，由錫鎳銀銅合金構(gòu)成的基底層2采用粉末燒結(jié)的方式燒結(jié)到低碳鋼層1上。其中低碳鋼層1是由實心板材加工而成，低碳鋼層1厚不超過20mm，長度不超過2500mm，寬度不超過1000mm。性能比較見表1 表權(quán)利要求
1.一種軸瓦基底層，其特征在于所述軸瓦基底層為一銅合金，由錫鎳鉍錳銅合金構(gòu)成的粉末燒結(jié)體，錫鎳鉍錳銅合金中各元素的重量百分配比是錫8 12%，鎳0. 7 1. 3%， 鉍2 5%，錳0. 6 3%，余量為銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述軸瓦基底層，其特征在于所述錫鎳鉍錳銅合金中各元素的重量百分配比是錫8%，鎳1. 3%，鉍2. 5%，錳1. 5%，余量為銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述軸瓦基底層，其特征在于所述錫鎳鉍錳銅合金中各元素的重量百分配比是錫12%，鎳1%，鉍5%，錳3%，余量為銅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述軸瓦基底層，其特征在于所述錫鎳鉍錳銅合金中各元素的重量百分配比是錫8%，鎳0. 7%，鉍2%，錳0. 6%，余量為銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述軸瓦基底層，其特征在于所述錫鎳鉍錳銅合金中各元素的重量百分配比是錫10%，鎳1. 2%，鉍3%，錳1%，余量為銅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述軸瓦基底層，其特征在于所述錫鎳鉍錳銅合金中各元素的重量百分配比是錫9%，鎳0. 9%，鉍4%，錳2. 5%，余量為銅。
7.—種生產(chǎn)權(quán)利要求廣6任一權(quán)利要求所述的軸瓦基底層的方法，包括以下步驟.1)按所述錫鎳鉍錳銅合金中各元素的重量百分配比，采用水霧法制取錫鎳銀銅合金粉末；.2)將上述合金粉均勻地鋪在低碳鋼底層上；.3 )經(jīng)過初燒、初軋、復(fù)燒、復(fù)軋制成所述錫鎳鉍錳銅合金表層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軸瓦基底層，其特征在于所述軸瓦基底層為一銅合金，由錫鎳鉍錳銅合金構(gòu)成的粉末燒結(jié)體，錫鎳鉍錳銅合金中各元素的重量百分配比是錫8~12%，鎳0.7~1.3%，鉍2~5%，錳0.6~3%，余量為銅。本發(fā)明軸瓦基底層具有不含鉛，環(huán)保無污染，承載能力高，耐腐蝕，耐高溫及穩(wěn)定不變形的優(yōu)點。
文檔編號F16C33/14GK102562808SQ20111042002
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者劉會學(xué) 申請人:廣州安達(dá)汽車零部件股份有限公司