[发明专利]合金镀层轴瓦

说明书

技术领域

   本发明涉及内燃机之滑动轴承技术，尤其涉及对高承载滑动轴承之轴瓦的改进技术，具体涉及一种新的合金镀层轴瓦。

 

背景技术

轴瓦作为发动机最关键的零件之一，轴瓦的性能好坏直接影响着发动机的性能。随着内燃机向高速、高承载、环保方向发展，对轴瓦性能的要求不断提高：轴瓦不仅要有高的承载能力和抗疲劳强度，同时具有良好的耐磨性、耐腐蚀性。

传统的铜合金轴瓦目前在高承载内燃机上得到很广泛的应用，其在结构形式上是由一个钢背层、一个铜合金的基底层、镍栅层以及减摩层组成。其中基底层在钢背层上，镍栅层镀在基底层上，减摩层镀在镍栅层上。减摩层一般采用铅锡铜（PbSnCu）三元合金材料制造。重量百分含量计算，其中，铜1-3%，锡8-12%，余量为铅。铅含量可高达89%，有毒害而不环保。这种轴瓦在一种程度上能满足发动机的基本要求，但由于减摩层的抗疲劳强度低，不能满足采用强化的内燃机的汽车内燃机的发展需要。此外，轴瓦的耐腐蚀性及耐磨性也都亟待提高，当前市场上还未发现有一种能满足上述要求的合金镀层轴瓦。

发明内容

本发明的任务是提供一种具有承载力高、耐磨、耐腐蚀、环保的新型合金镀层轴瓦。

  本发明技术方案是：。

一种合金镀层轴瓦，包括依次设置的钢背层、基底层、镍栅层和减摩层，其特征在于：所述减摩层由铅锡铜铟氧化铝合金构成，按重量百分含量计算，铅锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：锡4～18%，铜0.7～5%，铟2～20%，氧化铝0.5～1.5%，其余为铅。

优选的方案是：

所述铅锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：锡4%，铜0.7%，铟20%，氧化铝0.5%，其余为铅。

或：

所述铅锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：锡4%，铜0.7%，铟2%，氧化铝1.5%，其余为铅。

或：

所述铅锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：锡18%，铜5%，铟20%，氧化铝1%，其余为铅。

或：

所述铅锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：锡12%，铜3%，铟10%，氧化铝1.2%，其余为铅。

或：

上述方案中，所述减摩层的厚度为15-25μm。

现有技术轴瓦的减摩层为铅锡铜（PbSnCu）三元合金，按重量百分含量计算，其中：铜1-3%，锡8-12%，余量为铅，铅可高达89%。现有技术轴瓦的抗疲劳强度低，耐磨性差，抗咬合性能差。与现有技术相比，而本发明合金镀层轴瓦通过电镀纳米技术将氧化铝沉积到PbSnCu上，增强了镀层的硬度，扩大了镀层的承载面积；添加铟作为软相，使镀层的综合性能得到进一步提高。由于铅含量大为减少，有助于改善环保性能。

以下是具体的实验结果：

（1）本发明合金镀层轴瓦的减摩层由铅锡铜铟氧化铝合金构成，抗疲劳强度经英国格雷西尔蓝宝石疲劳试验台测试最高达120MPa。现有的轴瓦的减磨层由铜锡铅合金构成，其抗疲劳强度在60-70MPa左右。

（2）本发明合金镀层轴瓦的耐磨性在边界润滑条件下经英国格雷西尔Viper试验台测试可知，性能大为提高。传统的三元合金轴瓦其磨损因子为188mm³/Km·MPa,本发明之合金镀层轴瓦的磨损因子为120mm³/Km·MPa,大大优于传统的铅锡铜镀层。

（3）本发明之合金镀层轴瓦的耐腐蚀性能优良，经盐雾试验箱测试，优于传统的铅锡铜合金镀层。

（4）本发明之合金镀层轴瓦的抗咬合性能、嵌藏性等都大大优于传统三元合金轴瓦。

附图说明

图1为本发明合金镀层轴瓦的剖面结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明合金镀层轴瓦，包括依次设置的钢背层1、基底层2、镍栅层3和减摩层4。基底层2设置在钢背层1上，基底层2可通过浇铸或烧结到钢背层1上。在基底层2上镀上一层镍栅层3，其成分比为Ni100%，厚度为1-3μm，在镍栅层3上镀上一层减摩层4。减摩层由铅锡铜铟氧化铝合金构成，按重量百分含量计算，铅锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：锡4～18%，铜0.7～5%，铟2～20%，氧化铝0.5～1.5%，其余为铅。减摩层的厚度为15～25μm。

实施例一：

铅锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：锡4%，铜0.7%，铟20%，氧化铝0.5%，其余为铅。

实施例二：

铅锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：锡4%，铜0.7%，铟2%，氧化铝1.5%，其余为铅。。

实施例三：