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一种生产高强度轴瓦基底层的方法及高强度轴瓦基底层

阅读：912发布：2020-07-11

IPRDB可以提供一种生产高强度轴瓦基底层的方法及高强度轴瓦基底层专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种生产高强度轴瓦基底层的方法，包括以下步骤：1）将铝、锡、硅、铜、镍、锰、钒材料先行配料进行熔化精炼；2）除气后再加入铼或镧或铈中任意一种或任意两种精炼，经过多次轧制，制成铝锭；3）然后将铝锭复合到钢板上，最终形成一种高强度轴瓦基底层,步骤1）中各元素的重量百分配比如锡3.5%～9.0%、硅1.5%～5.0%、铜0.1%～5.0%、镍0.1%～3.0%、0.1%≤锰＜0.25%及0.25%＜锰≤0.5%、钒0.1%～0.3%、铼或镧或铈中任一种或任意两种组合是0.1%～5%、杂质≤0.5%、余量为铝；还披露了所制得的高强度轴瓦基底层。本发明滑动轴承具有抗疲劳强度高、耐腐蚀性好、承载能力高、低成本、不含铅，符合环保的要求的优点。，下面是一种生产高强度轴瓦基底层的方法及高强度轴瓦基底层专利的具体信息内容。

1.一种生产高强度轴瓦基底层的方法，包括以下步骤：

1）将铝、锡、硅、铜、镍、锰、钒材料先行配料进行熔化精炼；

2）除气后再加入铼或镧或铈中任意一种或任意两种精炼，经过多次轧制，制成铝锭；

3）然后将铝锭复合到钢板上，最终形成一种高强度轴瓦基底层,

步骤1）中各元素的重量百分配比是：

锡 3.5%～9.0%、硅1.5%～5.0%、铜0.1%～5.0%、镍0.1%～3.0%、0.1%≤锰＜0.25%及0.25%＜锰≤0.5%、钒0.1%～0.3%、铼或镧或铈中任一种或任意两种组合是0.1%～5%、杂质≤0.5%、余量为铝；

或者3.5%≤锡＜6%及6%＜锡≤9.0%、硅1.5%～5.0%、铜0.1%～5.0%、镍0.1%～

3.0%、锰0.1%～0.5%、钒0.1%～0.3%、铼或镧或铈中任一种或任意两种组合是0.1%～5%、杂质≤0.5%、余量为铝；

或者锡3.5%～9.0%、1.5%≤硅＜2.5%及2.5%＜硅≤5.0%、0.1%＜铜≤5.0%、镍

0.1%～3.0%、锰0.1%～0.5%、钒0.1%～0.3%、铼或镧或铈中任一种或任意两种组合是

0.1%～5%、杂质≤0.5%、余量为铝，

其中所述锡，作为能产生软组元的成份而被加入和铝生成共晶体，使合金的表面性能提高,改善合金的耐蚀性，所述硅，用于提高强度、承载能力、耐磨性、耐蚀性、再结晶温度和抗咬合性以及降低热膨胀系数，将铝合金轧制到钢上时，防止脆的铁-铝化合物的形成，提高轴瓦基底层间的粘结强度，所述镍，用于提高合金的弹性模数，提高合金的耐高温性，

所述钒、锰，用于提高合金的弹性模数，减少铁的影响，改善合金的金相组织，强化合金的作用，所述铜，用于提高合金的弹性模量，强化合金，减小高温下合金硬度降低的程度，步骤2）中所述铼或镧或铈中任一种或任意两种组合，用于改善铝合金的金相组织，细化晶粒，去除铝合金中气体和有害杂质，减少铝合金的裂纹源，提高铝合金的强度，改善加工性能，改善铝合金的耐热性、可塑性及可锻性，提高硬度、增加强度和韧性。

2.一种如权利要求1所述方法生产的高强度轴瓦基底层，其特征在于：所述轴瓦基底层位于钢背层的上部，所述基底层为铝合金表层，铝合金表层通过铝、锡、硅、铜、镍、锰、钒材料按照各元素的重量百分配比先行配料进行熔化精炼，再除气后加入铼或镧或铈中任意一种或任意两种精炼，经过多次轧制，制成铝锭，最后将铝锭复合到钢板即所述钢背层上。

说明书全文

一种生产高强度轴瓦基底层的方法及高强度轴瓦基底层

技术领域

[0001] 本发明涉及轴瓦技术领域，具体来说涉及一种生产高强度轴瓦基底层的方法及高强度轴瓦基底层。

背景技术

[0002] 滑动轴承主要包括轴瓦、衬套、翻边瓦及止推片。滑动轴承的主要作用有：1、支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度；2、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损。汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机等均需采用滑动轴承。因此滑动轴承是内燃机中的重要零件。
[0003] 目前，滑动轴承的材料主要有铜基和铝基材料，铜基材料的承载能力高，运用在高速高载的内燃机上，随着经济和社会的发展，特别是铜材的价格的大幅上涨，各大主机厂商都在努力降低成本；另一方面，由于原油价格的上涨，又需要减小发动机的体积，滑动轴承的单位载荷在上升。这时需要一种良好的材料替换。而铝合金由于承载能力较低，一般用在低速低载场合，铝分布很广泛，价格低廉，且由于是耐磨性、抗咬合性能优越，作为滑动轴承材料的时间也比较久，但是铝合金的承载能力低一直是业内的课题。因此，研制出一种高强度且价格低廉的滑动轴承新材料成为现今主要的问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种成本低、环保的生产高强度轴瓦基底层的方法及抗疲劳强度高、耐磨性好、成本低、环保的高强度轴瓦基底层。
[0005] 本发明的技术方案是：
[0006] 一种高强度轴瓦基底层，其特征在于所述轴瓦基底层位于钢背层的上部，所述基底层为铝合金表层，其中各元素的重量百分配比是：锡 3.5～9.0%、硅1.5～5.0%、铜0.1～5.0%、镍0.1～3.0%、锰0.1～0.5%、钒0.1～0.3%、铼或镧或铈中任一种或任意两种组合0.1～5%的、杂质≤0.5%、余量为铝。
[0007] 所述铝合金表层中各元素的重量百分比具体可以是：
[0008] 所述铝合金表层中：5.5%的锡、2.5%的硅、1.0%的铜、1.0%的镍、0.2%的锰、0.15%的钒、4.0%的铼，余量为铝。
[0009] 所述铝合金表层中：5.5%的锡、3.0%的硅、0.9%的铜、1.1%的镍、0.25%的锰、0.18%的钒、4.0%的镧，余量为铝。
[0010] 所述铝合金表层中：6.5%的锡、1.5%的硅、2.0%的铜、0.7%的镍、0.25%的锰、0.10%的钒、4.0%的铈，余量为铝。
[0011] 所述铝合金表层中：6.0%的锡、3.0%的硅、0.7%的铜、2.0%的镍、0.5%的锰、0.5%的钒、2.0%的铈、3.0%的镧，余量为铝。
[0012] 本发明还提供一种生产高强度轴瓦基底层的方法，包括以下步骤：
[0013] 1）将铝、锡、硅、铜、镍、锰、钒材料先行配料进行熔化精炼；
[0014] 2）除气后再加入铼或镧或铈中任意一种或任意两种精炼，经过多次轧制，制成铝锭；
[0015] 3）然后将铝锭复合到钢板上，最终形成高强度轴瓦基底层。
[0016] 经过实验验证，本发明中添加的各物质分别具有如下作用①锡是作为能产生软组元的成份而被加入,和铝生成共晶体。加入锡，可使合金的表面性能提高,改善合金的耐蚀性; 锡的含量如果过高，将影响合金的强度和硬度。实验证明，当锡的含量超过13%以后，合金的硬度下降15%以上。当锡的含量太低，低于3%时，合金的耐腐蚀性下降50%以上。②硅是能提供强度、承载能力、耐磨性、耐蚀性、再结晶温度和抗咬合性以及降低热膨胀系数。将铝合金轧制到钢上时，合金中的硅还能防止脆的铁-铝化合物的形成，有利于提高轴承层间的粘结强度。随着硅含量的升高，合金中析出硅粒子，合金的硬度显著增强。当硅的含量达到5%时，合金的疲劳强度下20%以上。当硅含量超过5%，塑性和机加工性能恶化。③镍是能提高合金的弹性模数，能强化合金, 提高合金的耐高温性。如果镍含量太高，合金的硬度显著增强。当含量3%时，硬度提高10%；当含量达到5%时，硬度提高20%以上。合金的耐腐蚀性显著下降。同时，由于硬度高，材料的工艺性能下降。刀具的寿命下降30%以上。④钒、锰能提高合金的弹性模数；减少铁等有害金属的影响，改善合金的金相组织，从而起到强化合金的作用。如果含量过高，将引起合金的偏析。经实验，当锰钒的含量超过0.8%时，金相分布不均匀，合金中存大量的针状或叶状组织。⑤铜能提高合金的弹性模量，起到强化铝合金的作用，还可减小高温下合金硬度降低的程度。⑥在铝合金中加入微量稀土元素，可以显著改善铝合金的金相组织，细化晶粒，去除铝合金中气体和有害杂质，减少铝合金的裂纹源，从而提高铝合金的强度，改善加工性能，还能改善铝合金的耐热性、可塑性及可锻性，提高硬度、增加强度和韧性，但由于稀土价格贵，为了降低成本，不可能过量使用。
[0017] 由此可见，本发明的有益效果为：一、相比传统的铝合金材料具有抗疲劳强度高、耐腐蚀性好、承载能力高的优点；二、相比铜基轴瓦材料具有低成本的优势；三、本发明材料不含铅，符合环保的要求。

附图说明

[0018] 图1为本发明高强度轴瓦基底层的剖切结构示意图。

具体实施方式

[0019] 本发明高强度轴瓦基底层由铝合金构成，该铝合金中各元素的重量百分配比是：锡 3.5～9.0%、硅1.5～5.0%、铜0.1～5.0%、镍0.1～3.0%、锰0.1～0.5%、钒0.1～
0.3%、铼或镧或铈中任一种或任意两种组合0.1～5%的、杂质≤0.5%、余量为铝。
[0020] 实施例1
[0021] 所述铝合金的重量百分配比：5.5%的锡、2.5%的硅、1.0%的铜、1.0%的镍、0.2%的锰、0.15%的钒、4.0%的铼，余量为铝。
[0022] 实施例2
[0023] 所述铝合金的重量百分配比：5.5%的锡、3.0%的硅、0.9%的铜、1.1%的镍、0.25%的锰、0.18%的钒、4.0%的镧，余量为铝。
[0024] 实施例3
[0025] 所述铝合金的重量百分配比：6.5%的锡、1.5%的硅、2.0%的铜、0.7%的镍、0.25%的锰、0.10%的钒、4.0%的铈，余量为铝。
[0026] 实施例4
[0027] 6.0%的锡、3.0%的硅、0.7%的铜、2.0%的镍、0.5%的锰、0.5%的钒、2.0%的铈、3.0%的镧，余量为铝。
[0028] 实施例5
[0029] 一种高强度轴瓦基底层的生产方法是将铝、锡、硅、铜、镍、锰、钒材料先行配料进行熔化精炼，除气后再加入铼或镧或铈中的任一种或两种精炼，经过多次轧制，制成铝锭，然后复合到钢板上，最终形成高强度铝合金滑动轴承。
[0030] 如图1所示，高强度轴瓦基底层由铝合金层2构成，铝合金层2位于钢背层1上。
[0031] 本发明与现有技术比较例的性能对比如下表1所示：
[0032] 表1
[0033]
[0034] 表1中采用“蓝宝石疲劳试验台”测试铜合金材料的抗疲劳强度，材料的抗疲劳强度达到120MPa时，未发生疲劳符合内燃机要求。
[0035] 表1中采用“盐雾试验箱”测试材料的耐腐蚀性，本发明的材料的耐腐蚀性较比较例中锡铝和高锡铝材料都要好。
[0036] 综上所述，本发明各种性能表现优异。
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