CN102537067A - 轴瓦基底层 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴瓦基底层，所述轴瓦基底层为铜合金层，由锡镍银铜合金构成的粉末烧结体，锡镍银铜合金中各元素的重量百分配比是：锡6~10%，镍0.7~1.3%，银0.6~2%，余量为铜。本发明轴瓦基底层具有不含铅，环保无污染，承载能力高，耐腐蚀，耐高温及稳定不变形的优点。

Description

轴瓦基底层

 

技术领域

本发明涉及轴瓦技术领域，具体来说涉及一种轴瓦的基底层。

 

背景技术

轴瓦是轴承的重要构件之一，是滑动轴承和轴接触的部分，主要作用是承载轴颈所施加的作用力、保持油膜稳定、使轴承平稳地工作并减少轴承的摩擦损失。因此它是发动机最关键的零件之一，轴瓦性能的好坏直接影响着发动机的性能。随着内燃机向高载、环保方向发展，对轴瓦性能的要求不断提高，要求轴瓦材料不仅有高的承载能力和抗疲劳强度，同时具有良好的环保性能，目前还没有一种能满足上述要求的滑动轴承材料。

传统的铜基合金轴瓦基底层是一种铜铅双金属钢带（如CuPb20Sn4、CuPb24Sn等），其在高承载内燃机上得到了广泛的应用。但是该材料中铅的含量比较高，对环境破坏较大，不符合社会发展需要，所以迫切需要一种能替代传统铜基合金材料的环保型轴瓦基底层合金材料。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种使轴瓦具有高承载能力、抗疲劳强度高、环保无污染的新型轴瓦基底层。

本发明的技术方案是：

一种轴瓦基底层，所述轴瓦基底层为铜合金层，由锡镍银铜合金构成的粉末烧结体，锡镍银铜合金中各元素的重量百分配比是：锡6~10%，镍0.7~1.3%，银0.6~2%，，余量为铜。

锡镍银铜合金的重量百分配比具体可以是：

所述锡镍银铜合金中锡8%，镍1.3%，银2%，，余量为铜。

所述锡镍银铜合金中锡8%，镍1%，银0.6%，，余量为铜。

所述锡镍银铜合金中锡10%，镍0.7%，银2%，，余量为铜。

所述锡镍银铜合金中锡6%，镍1.2%，银1%，，余量为铜。

所述锡镍银铜合金中锡7.5%，镍0.8%，银1.5%，，余量为铜。

本发明还公开了轴瓦基底层的制造工艺，即是：

一种轴瓦基底层，由以下主要工艺制造而成：

1）按所述锡镍银铜合金中各元素的重量百分配比，采用水雾法制取锡镍银铜合金粉末；    

2）将上述合金粉均匀地铺在低碳钢底层上；

3）经过初烧、初轧、复烧、复轧制成所述铜合金层。

    银在铜铅合金中以独立的相而出现，能细化铜晶粒，提高合金的耐磨性和疲劳强度；如果不添加银，材料表面将会存在大量孔洞，如果添加银元素含量太高，相应成本又会太高。

    锡具有良好的耐腐蚀性，可溶于铜基体中而对其强化，且可细化晶粒，锡还能提高合金的耐磨性和耐蚀性。一般加入量在12%以内。

    镍是能提高合金的弹性模数，能强化合金。一般加入量是1%~2%，本发明合金中的镍，用于强化金属颗粒分布，减轻锡的偏析，但是如果镍含量太高，将会引起合金的硬度显著增加，使合金抗咬合性能下降。

本发明有如下优点：

与现有技术相比，现有的轴瓦铜基合金材料一般为铅锡铜（PbSnCu）合金，铅的含量高达20%以上，对环境严重污染。而本发明轴瓦基底层是一种锡镍银铜合金，在锡镍银铜合金中的锡具有良好的耐腐蚀性能，由于不含铅，用本发明材料制造的滑动轴承轴瓦，消除了铅对环境的污染，符合环保要求。

总之，本发明优点包括如下：

（1）本发明轴瓦基底层组成成分完全不含铅，符合环保要求。

（2）本发明轴瓦基底层采用“英国格雷西尔蓝宝石疲劳试验台” 进行抗疲劳强度测试，得出本发明的抗疲劳强度达到150MPa，符合内燃机要求。

（3）通过“盐雾试验箱”测试本发明轴瓦基底层的耐腐蚀性，试验结果表明本发明材料的耐腐蚀性较传统的CuPb24Sn材料的耐腐蚀性好。

（4）本发明材料在250℃高温下不变形，稳定性能较好。

（5）本发明材料加工采用粉末烧结而成，无需对原有设备进行大规模的改造节约制造成本，易于推广，可广泛运用于滑动轴承相关部件的生产。

 

附图说明

图1为本发明轴瓦基底层的剖切结构示意图。

 

具体实施方式

    滑动轴承之轴瓦由依次设置的钢背层、基底层（即铜基合金层）、镍栅层和减摩层构成，特别是对于高强度内燃机滑动轴承之轴瓦一般由钢背层、铜基合金层（0.2~0.5mm）、表面覆盖层（10~25μm）组成，在表面覆盖层和铜基合金层之间一般增加一层镍栅层（1~2μm），主要是为了防止铜基合金层中铜的扩散。

本发明轴瓦基底层由设置在轴瓦底层的低碳钢层即钢背层上的锡镍银铜合金构成，锡镍银铜合金的重量百分配比是锡6~10%，镍0.7~1.3%，银0.6~2%，，余量为铜。锡镍银铜合金基底层采用粉末烧结的方式进行加工。

    实施例1

锡镍银铜合金的重量百分配比：锡8%，镍1.3%，银2%，，余量为铜。

    实施例2

锡镍银铜合金的重量百分配比：锡8%，镍1%，银0.6%，，余量为铜。

    实施例3

锡镍银铜合金的重量百分配比：锡10%，镍0.7%，银2%，，余量为铜。

    实施例4

锡镍银铜合金的重量百分配比：锡6%，镍1.2%，银1%，，余量为铜。

    实施例5

锡镍银铜合金的重量百分配比：锡7.5%，镍0.8%，银1.5%，，余量为铜。

如图1所示，轴瓦基底层由铜合金层2构成，铜合金层是由锡镍银铜合金构成的粉末烧结体。其中低碳钢底层1是由实心板材加工而成，低碳钢底层厚为不超过20mm，长度不超过2500mm,宽度不超过1000mm。

本发明与比较例的性能比较见表1：

表1

    表1中铜合金材料的抗疲劳强度采用“英国格雷西尔蓝宝石疲劳试验台”测试，材料的抗疲劳强度达到150MPa时，未发生疲劳，符合内燃机要求。

表1中的耐腐蚀性采用“盐雾试验箱”测试，本发明铜合金材料的耐腐蚀性较比较例CuPb24Sn材料的耐腐蚀性好。

表1中耐高温性测试是对被测试材料在规定的高温条件下发生变形的性能进行测试，实验表明本发明材料耐高温性能优良。

综上所述，本发明各种性能表现优异。

Claims (7)

1.一种轴瓦基底层，其特征在于：所述轴瓦基底层为铜合金层，由锡镍银铜合金构成的粉末烧结体，锡镍银铜合金中各元素的重量百分配比是：锡6~10%，镍0.7~1.3%，银0.6~2%，，余量为铜。

2.根据权利要求1所述轴瓦基底层，其特征在于：所述锡镍银铜合金中各元素的重量百分配比是锡8%，镍1.3%，银2%，，余量为铜。

3.根据权利要求1所述轴瓦基底层，其特征在于：所述锡镍银铜合金中各元素的重量百分配比是锡8%，镍1%，银0.6%，，余量为铜。

4.根据权利要求1所述轴瓦基底层，其特征在于：所述锡镍银铜合金中各元素的重量百分配比是锡10%，镍0.7%，银2%，，余量为铜。

5.根据权利要求1所述轴瓦基底层，其特征在于：所述锡镍银铜合金中各元素的重量百分配比是锡6%，镍1.2%，银1%，，余量为铜。

6.根据权利要求1所述轴瓦基底层，其特征在于：所述锡镍银铜合金中各元素的重量百分配比是锡7.5%，镍0.8%，银1.5%，，余量为铜。

7.一种生产权利利要求1~6任一权利要求所述的轴瓦基底层的方法，包括以下步骤：

1）按所述锡镍银铜合金中各元素的重量百分配比，采用水雾法制取锡镍银铜合金粉末；    

2）将上述合金粉均匀地铺在低碳钢底层上；

3）经过初烧、初轧、复烧、复轧制成所述铜合金层。

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