[发明专利]Al－Pb合金－钢背轴瓦材料的水平连铸复合方法

说明书

技术领域：本发明涉及的是一种钢背轴瓦制作方法，特别是一种Al-Pb合金—钢背轴瓦材料的水平连铸复合方法，属于铸造领域。

背景技术：由于铝—铅系合金具有优异的耐磨性和抗咬合性，并具有自润滑作用，该种合金将广泛取代铝—锡系合金用作汽车等内燃机轴瓦。由于铝—铅系合金容易产生重力偏析的缺点，因而用于生产铝—铅系合金的方法仍然不能满足内燃机轴瓦的市场要求。国内外在生产和研究该种合金时大多采用(1)粉末冶金烧结轧制法，(2)超声波感应搅拌法，(3)搅拌速冷法，(4)感应搅拌连铸法，(5)机械合金化，(6)搅拌熔体普通铸造法。以上方法缺点为：设备复杂昂贵，生产率极低，不能适用于大规模的制造和生产。经文献检索发现，作者孙大仁等，在《特种铸造及有色合金》1998(5)：24-26一文《铸造铝铅合金滑动轴承合金的制备及其显微组织》介绍在铝—铅合金制造过程中，熔体升温到700℃，强力搅拌，再用普通方法铸造。由于搅拌与铸造过程的时间差，加上铸造过程冷却速度慢，因而该种制造方法不能消除铸造过程的铅偏析，另外，制造轴瓦时，还需将合金与钢板轧制，也降低了轴瓦生产的效率。

发明内容：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种Al-Pb合金—钢背轴瓦材料的水平连铸复合方法，解决了该种合金系生产过程中铅偏析和生产率低的关键是将铅偏析防止与提高生产效率的方法有效地结合起来。采用连铸复合方法，即将Al-Pb合金熔体加热到单一液相线以上，然后采用水平连铸的方法将合金熔体浇注在钢背上，在保证合金层与钢背复合良好的条件下，通过采用水冷结晶器的方法，确保合金熔体获得×10²℃/S的冷却速度，从而获得Al-(5-20)％Pb—钢背轴瓦材料，这种轴瓦材料，合金层中铅粒分布均匀，铅粒细小，合金层与钢背之间过渡层组织合理，结合良好。该种方法还可以极大的提高轴瓦材料的制造效率，从而可以满足日益增长的需要。

本发明的方法适用于铅含量为5-20重量百分比的铝铅合金-钢背轴瓦材料，将Al熔化到1050℃，加入铅粒，覆盖上专用多功能熔剂，再升温到1050℃，静置20～30min；开动送料机构，钢背通过连铸复合结晶器，打开流量控制器，将合金液注入结晶器内，合金液与钢背复合并快速冷却；在钢背进入结晶器前，可以获得所需要的预热温度，而将复合坯料拉出结晶器后，用水再次冷却，以便整平、裁切输出堆叠，所涉及的工艺参数为：冷却水温度为0℃-20℃或常温下，连铸速度为10-30mm/s，轴瓦合金层厚45mm-55mm。

本发明具有实质性特点和显著进步，采用连铸复合方法生产的钢背轴瓦材料，可以确保轴瓦毛坯的合金层组织为铅相颗粒以细小的近似球状均匀分布于基体上，铅粒的平均直径为10μm左右；合金层与钢背之间的过渡层组织合理，粘结强度远大于轧制Al-20％Sn—钢背砖瓦材料(一般为520MPa)；工艺简单，生产率高，完全可以满足国内外汽车等内燃机轴瓦的需求。

具体实施方式：以下本发明内容提供三个实施例：

  实   施   例  Pb含  量(重  量百  分比)   冷却   水温   (℃)   合金   层厚   (mm)   连铸   速度  (mm/s     )               生产效果   冷却    速度   (℃/S)    Pb相分布   与直径(μm)  粘结强度    (MPa)  1   5    20    5.5    10    50   均布，12   650  2   20    10    5.0    20    70   均布，10   800  3   12.5    0    4.5    30    90   均布，8   ＞950