CN102220516A - 一种高塑性锡基巴氏合金 - Google Patents
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Abstract
一种高塑性锡基巴氏合金，涉及一种锡基巴氏合金。解决了现有中高锑锡基巴氏合金高温强度低，塑性差的问题。高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.05％～1.5％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn。本发明将Gd加入锡基巴氏合金中能够提升合金的塑韧性。与现有的锡基巴氏合金相比，相同测试条件下，延伸率提高了10％～20％，室温强度提高了8％～18％，200℃高温强度提高了12％～20％，耐磨性能提高了35％以上。可作为轴瓦材料，也可将其拉拔成丝用于熔敷材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种锡基巴氏合金。
背景技术
巴氏合金(包括锡基轴承合金和铅基轴承合金)是最广为人知的轴承材料，具有减摩特性的锡基和铅基轴承合金。主要合金成分是锡、铅、锑、铜。锑、铜，用以提高合金强度和硬度。铅基合金的强度和硬度比锡基合金低，耐蚀性也差，因此锡基巴氏合金被使用的较多。巴氏合金除制造滑动轴承外，因其质地软、强度低，常将其丝或粉喷涂在钢等基体上制成轴瓦使用。但是处理后的喷涂层基体结合强度较低，不能承受交变载荷和冲击载荷，基体表面制备要求高，热喷涂工艺受多种条件影响，涂层质量尚无有效检测方法。因此现在出现新的方法：将巴氏合金拉拔成丝作为焊丝以MIG或者TIG方法熔敷到基体上，具有更高的结合强度。但是这种方法中也存在一定的问题，主要是对于中锑和高锑巴氏合金很难将之拉拔成很细的焊丝。因此有必要改善现有中高锑锡基巴氏合金，使其拥有更优异的性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有中高锑锡基巴氏合金高温强度低，塑性差的问题，本发明提供了一种高塑性锡基巴氏合金。
本发明的高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.05％～1.5％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn。
本发明的高塑性锡基巴氏合金中加入Gd(Gd，一种金属元素，稀土金属，柔软有延展性的银白色金属，熔点1313℃，沸点3266℃)能够提升合金的塑韧性；Sb，提高合金的硬度和耐磨性，另外，Sb在常温下不易被氧化，可以提高合金的抗氧化性能，但加入太多可能导致合金太脆塑韧性下降，因此考虑加入6～10％；Cu，提高合金的强度；Ag，银白色富有延展性的金属用以提高合金的塑韧性和熔点。
本发明的高塑性锡基巴氏合金的延伸率为62.15％～72.5％％，室温强度为100.9～112.8MPa，200℃高温强度为40.3～44.3MPa。与现有的锡基巴氏合金(由6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn组成)相比，相同测试条件下，延伸率提高了10％～20％，室温强度提高了8％～18％，200℃高温强度提高了12％～20％，耐磨性能提高了35％以上。
本发明的高塑性锡基巴氏合金可用来作为轴瓦材料，也可将其拉拔成丝以MIG或者TIG方法用于熔敷材料。
本发明的高塑性锡基巴氏合金采用现有公开方法制备即可。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式为高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.05％～1.5％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn。
本实施方式的高塑性锡基巴氏合金与现有的锡基巴氏合金(由6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn组成)相比，相同测试条件下，延伸率提高了10％～20％，室温强度提高了8％～18％，200℃高温强度提高了12％～20％，耐磨性能提高了35％以上。
本实施方式的高塑性锡基巴氏合金的制备方法为：按上述质量百分比(0.05％～1.5％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn)比例称量Sn、Cu、Sb、Ag和Gd，将Sn、Cu、Sb和Ag加热至550℃，快速搅拌，然后迅速加入Gd继续搅拌15min，将熔体注入预制的模具中，冷却凝固得到铸锭。将得到的铸锭在90℃下进行热处理2h，即可。热处理使组织均匀，消除应力。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.2％～1.0％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.5％～1.0％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.8％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn。
具体实施方式五：本实施方式为高塑性锡基巴氏合金，其按质量百分比由0.05％的Gd、6％的Sb、2％的Cu、1％的Ag和余量的Sn。
本实施方式的高塑性锡基巴氏合金的制备方法为：按上述质量百分比(0.05％的Gd、6％的Sb、2％的Cu、1％的Ag和余量的Sn)比例称量适量的Sn、Cu、Sb、Ag和Gd，然后将Sn、Cu、Sb和Ag加热至550℃，快速搅拌，然后迅速加入Gd继续搅拌15min，将熔体注入预制的模具中，冷却凝固得到铸锭。将得到的铸锭在90℃下进行热处理2h，即可。热处理使组织均匀，消除应力。
将本实施方式中制备所得的锡基巴氏合金制备成钎料拉伸试样，试样在Instron-5569型万能试验机电子万能试验机测定合金的性能，拉伸速率为1mm/min，得到延伸率为63.8％～65.0％，室温强度为100.9～102.5MPa，200℃高温强度为41.2～42.3MPa。
与具体实施方式十的现有锡基巴氏合金的性能相比，本实施方式的高塑性锡基巴氏合金的延伸率提高了10％～12％，室温强度提高了8％～10％，200℃高温强度提高了12％～15％，耐磨性提高了35％～40％。
具体实施方式六：本实施方式为高塑性锡基巴氏合金，其按质量百分比由0.5％的Gd、8％的Sb、2％的Cu、0.5％的Ag和余量的Sn。
采用与具体实施方式五相同的测试方法，对本实施方式的锡基巴氏合金进行性能测试，得到延伸率为66.7％～68.5％，室温强度为102.3～106.1MPa，200℃高温强度为40.3～41.4MPa。
与具体实施方式十的现有锡基巴氏合金的性能相比，本实施方式的高塑性锡基巴氏合金的延伸率提高了13％～16％，室温强度提高了10％～14％，200℃高温强度提高了12％～15％，耐磨性提高了38％～42％。
具体实施方式七：本实施方式为高塑性锡基巴氏合金，其按质量百分比由0.5％的Gd、6％的Sb、1％的Cu、0.5％的Ag和余量的Sn。
采用与具体实施方式五相同的测试方法，对本实施方式的锡基巴氏合金进行性能测试，得到延伸率为71.2％～72.5％，室温强度为103.4～106.15MPa，200℃高温强度为40.58～42.01MPa。
与具体实施方式十的现有锡基巴氏合金的性能相比，本实施方式的高塑性锡基巴氏合金的延伸率提高了18％～20％，室温强度提高了12％～15％，200℃高温强度提高了14％～18％，耐磨性提高了35％～38％。
具体实施方式八：本实施方式为高塑性锡基巴氏合金，其按质量百分比由1％的Gd、10％的Sb、6％的Cu、0.5％的Ag和余量的Sn。
采用与具体实施方式五相同的测试方法，对本实施方式的锡基巴氏合金进行性能测试，得到延伸率为62.15％～64.4％，室温强度为109.94～112.8MPa，200℃高温强度为43.5～44.3MPa。
与具体实施方式十的现有锡基巴氏合金的性能相比，本实施方式的高塑性锡基巴氏合金的延伸率提高了10％～14％，室温强度提高了15％～18％，200℃高温强度提高了13％～15％，耐磨性提高了45％～55％。。
具体实施方式九：本实施方式为高塑性锡基巴氏合金，其按质量百分比由1.5％的Gd、10％的Sb、1％的Cu、1％的Ag和余量的Sn。
采用与具体实施方式五相同的测试方法，对本实施方式的锡基巴氏合金进行性能测试，得到延伸率为63.84％～64.98％，室温强度为104.5～109.25MPa，200℃高温强度为44.1～45.6MPa。
与具体实施方式十的现有锡基巴氏合金的性能相比，本实施方式的高塑性锡基巴氏合金的延伸率提高了12％～14％，室温强度提高了10％～15％，200℃高温强度提高了16％～20％，耐磨性提高了45％～50％。
具体实施方式十：本实施方式为对比实施例：现有锡基巴士合金，其按质量百分比由6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn组成。
本实施方式的现有锡基巴士合金的制备方法，除了步骤一中称取原料不一样外，其余均与具体实施方式一中记载的一样。
采用与具体实施方式五相同的测试方法，得到本实施方式的现有锡基巴士合金的延伸率为56.5％～60.4％，室温强度为92.3～95.6MPa，200℃高温强度为35.6～38.5MPa。
具体实施方式五至十中的耐磨性能采用摩擦磨损试验机进行磨损试验进行测试，由具体实施方式的巴氏合金的磨损量来对耐磨性能进行量化比较。
具体实施方式五至十中的耐磨性能采用摩擦磨损试验机进行磨损试验进行测试，由具体实施方式的巴氏合金的磨损量来对耐磨性能进行量化比较。
Claims (9)
1.一种高塑性锡基巴氏合金，其特征在于高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.05％～1.5％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn。
2.根据权利要求1所述的一种高塑性锡基巴氏合金，其特征在于高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.2％～1.0％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn。
3.根据权利要求1所述的一种高塑性锡基巴氏合金，其特征在于高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.5％～1.0％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn。高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.8％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量的Sn。
4.根据权利要求1所述的一种高塑性锡基巴氏合金，其特征在于高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.8％的Gd、6％～10％的Sb、1％～6％的Cu、0.5％～1％的Ag和余量为Sn。。
5.根据权利要求1所述的一种高塑性锡基巴氏合金，其特征在于高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.05％的Gd、6％的Sb、2％的Cu、1％的Ag和余量为Sn。
6.根据权利要求1所述的一种高塑性锡基巴氏合金，其特征在于高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.5％的Gd、8％的Sb、2％的Cu、0.5％的Ag和余量的Sn。
7.根据权利要求1所述的一种高塑性锡基巴氏合金，其特征在于高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由0.5％的Gd、6％的Sb、1％的Cu、0.5％的Ag和余量的Sn。
8.根据权利要求1所述的一种高塑性锡基巴氏合金，其特征在于高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由1％的Gd、10％的Sb、6％的Cu、0.5％的Ag和余量的Sn。
9.根据权利要求1所述的一种高塑性锡基巴氏合金，其特征在于高塑性锡基巴氏合金按质量百分比由1.5％的Gd、10％的Sb、1％的Cu、1％的Ag和余量的Sn。
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