[发明专利]环保型轴瓦材料

说明书

技术领域

本发明涉及轴瓦材料，特别是一种应用于大功率高转速发动机的环保型轴瓦材料。

背景技术

目前，应用于大功率高转速发动机轴瓦材料多半是铜铅合金滑动轴承材料。其铅的含量高达17％～27％，加工成轴瓦后必须电镀减磨层才能装机使用，铅和电镀减磨层都会造成环境污染。要解决汽车工业的环保问题，不仅仅是使用清洁能源和减少温室气体排放，其使用的零部件也必须环保，零部件的制造过程也不得污染环境。基于环保问题，触发了对本发明的开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种不含铅、不需电镀减磨层的铜基合金环保型轴瓦材料，使其应用于汽车发动机轴瓦时可避免对环境的污染。

本发明的目的由以下技术方案来实现：

本发明是用Ag替代Pb制备的CuSnAg合金粉末，并添加一定比例的Fe₃P粉形成主体合金粉末材料。因为Ag的顺应性、耐腐蚀性比Pb好，所以用Ag代替Pb制成的轴瓦材料的抗咬合性能更好。而添加Fe₃P的目的是为了增加材料的强度和硬度，从而提高了材料的疲劳强度和耐磨性。另外Ag和Cu的共熔性很好，制成的CuSnAg合金材料金相能够达到一级水平，而Pb和Cu不能真正互熔，制成的CuPbSn合金材料容易产生偏析，金相只能达到二至四级水平。在DP型液压动载轴瓦疲劳实验机上同一条件下所做的CuSnAg-Fe₃P合金材料的疲劳强度为160MPa-170MPa，而CuPbSn合金材料的疲劳强度为130MPa-150MPa。

本发明中各物料重量百分比为Cu：85％～95％；Sn：3％～10％；Ag：0.5％～5％；Fe₃P：0.5％～3％。

上述各物料重量百分比的优选值为Cu：91％；Sn：6％；Ag：2％；Fe₃P：1％。

本发明轴瓦材料的制备方法：将上述配制好的合金粉末用粉末烧结轧制技术复合到钢板上，形成高强度的轴瓦材料。工艺流程如下：配粉铺粉(按设计重量将粉末铺到设计好的钢板上)第一次烧结(烧结温度800℃～900℃，时间15分钟～45分钟)第一次轧制(轧制至设计尺寸)第二次烧结(烧结温度820℃～920℃，时间20分钟～50分钟)第二次轧制(轧制至规定的工艺尺寸)修边检验入库。

上述制备方法中的第一次烧结温度取850℃，时间取30分钟；第二次烧结温度取870℃，时间取35分钟。

本发明的有益效果：

目前应用于大功率高转速铜铅合金轴瓦材料(CuPb24Sn1、CuPb24Sn4、CuPb20Sn2等)，其铅的含量范围为17％～27％，制成轴瓦后必须电镀减磨层才能装机使用。本发明用Ag替代Pb，并添加Fe₃P制成的轴瓦材料，实现了无铅化，制成轴瓦后无需电镀减磨层就可以装机使用，这样避免了对环境的污染。

本发明的CuSnAg-Fe₃P合金材料与目前的CuPbSn合金材料性能对比表如下：

从对比表可以看出本发明与目前的含铅材料相比，其各种性能都比较优越。

具体实施方式

下面结合三种规格材料的制造过程对本发明作进一步描述。

准备工作：(1)用制备铜合金粉末的雾化设备生产-100目的CuSnAg合金粉末(Sn：6.26％；Ag：0.82％；余量Cu)。

(2)将制好的CuSnAg合金粉末与-320目Fe₃P粉按99∶1的比例进行配制。

(3)将配好的粉末用混料机充分混料两小时后备用(混合后的成份为：Sn：6.2％；Ag：0.81％；Fe₃P：1％；余量Cu)。

实施例1：生产1.9±0.03*1.4±0.02*124+3*26轴瓦材料

(1)铺粉：按铺粉量5.61克/厘米将准备好的粉末铺到设计尺寸厚度为1.63±0.01mm宽度为131.5mm的钢板上。

(2)第一次烧结：烧结温度为875℃，烧结时间为25分钟。烧结后的尺寸为2.55mm～2.57mm。

(3)第一次轧制：将经过烧结后的板材用轧机轧到设计尺寸为2.26mm～2.27mm。

(4)第二次烧结：烧结温度为885℃，烧结时间为30分种。

(5)第二次轧制：将第二次烧结后的板材轧到规定尺寸1.9±0.03mm。

(6)按26mm倍尺长度修边检验后入库。