[发明专利]一种船用铜铅合金轴瓦材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，特别涉及一种船用铜铅合金轴瓦材料及其制备方法。

背景技术

随着科技的进步，对船用轴瓦材料特别是对用于大功率、高载荷的发动机使用的白合金轴瓦材料，提出了更高的要求，例如，要具有高强度，能满足大功率和特大功率发动机的要求，还要求轴瓦材料能适应不同的环境和工况下工作，具有抗应力腐蚀和化学腐蚀的能力。到目前为止，大功率发动机普遍使用的轴承材料是白合金轴瓦材料，这类轴瓦材料主要铅锡合金。这类的白合金的具有良好的减磨性能，但机械承载能力低。因此使用高承载能力的铜铅合金轴瓦材料是发展的需要。铜铅合金具有较低的摩擦系数，可减少发生摩擦咬合而造成的事故。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题就是针对大功率、高载荷的发动机使用的白合金轴承材料强度不高、机械承载能力差的缺陷，提供一种船用铜铅合金轴瓦材料及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的的技术方案如下：

本发明第一个的技术方案为：一种铜铅合金粉末烧结在低碳优质碳素钢材料表面的船用轴瓦材料，所述的铜铅合金粉末的化学成分按重量百分比计为：铅20～26％，锡1～2％，锌0～1％和铜79～70.5％。较佳的为：铅23～24％，锡1～1.5％，锌0.2～0.8％和铜73～75％。所述的铜铅合金粉末较佳的其中其它杂质含量总和不超过0.5％。铜铅合金粉末的颗粒直径分布较佳的为：-100目～+150目含量为0～0.2％；-150目～+250目含量为15～18％；-250目～+325目含量为32～35％；-325目～+400目含量为20～24％；-400目含量为22.8～33％。更佳的为：-100目～+150目含量为0.1％；-150目～+250目含量为17～18％；-250目～+325目含量为33～34％；-325目～+400目含量为23～24％；-400目含量为25～26％。铜铅合金粉末较佳的是由水雾化或气雾化制粉方式生产的。优选的，在生产、储存以及加工过程中都要有氮气保护气氛保护。本发明将所述的铜铅合金粉末采用常规的粉末冶金工艺烧结在低碳优质碳素钢材料表面，即制成了船用轴瓦材料，该轴瓦强度高、机械承载能力强。

较佳的，采用的粉末冶金工艺具体如下。

本发明第二个的技术方案为：一种制备船用铜铅合金轴瓦材料的方法，包括以下步骤：

(1)在低碳优质碳素钢钢板上均匀地铺满一层铜铅合金粉末，其中钢板的厚度范围为3.0mm～30.0mm，铜铅合金粉末的厚度范围为0.3mm～2.0mm；

(2)在还原性保护气氛下进行烧结，烧结温度760～870℃，烧结时间10～80分钟；

(3)初轧校平，把初次烧结后的材料进行冷轧，轧制至厚度范围为3.35mm～32.80mm，轧制厚度精度控制在±0.01mm；轧制后的合金层密度9.2～9.4g/cm³；

(4)在还原性保护气氛下，再次进行烧结，简称复烧，烧结温度为850～960℃，时间为15～80分钟；

(5)精轧校平，经过再次烧结后的材料再次进行精轧，轧制至厚度范围为3.30mm～32.0mm，轧制精度控制在±0.01mm，轧制后的合金层密度9.3～9.5g/cm³。

本发明中，所述的铜铅合金粉末的化学成分按重量百分比计为：铅20～26％，锡1～2％，锌0～1％和铜79～70.5％。所述的铜铅合金粉末较佳的其中其它杂质含量总和不超过0.5％。铜铅合金粉末的颗粒直径分布较佳的为：-100目～+150目含量为0～0.2％；-150目～+250目含量为15～18％；-250目～+325目含量为32～35％；-325目～+400目含量为20～24％；-400目含量为22.8～33％。铜铅合金粉末较佳的是由水雾化或气雾化制粉方式生产的。合金粉末是球状或椭球状。

所采用的的低碳优质碳素钢除油除锈并校平后使用。

本发明中，上述步骤(2)(4)需要保护气氛。所述的还原性保护气氛是氢气、氨分解气或氢气和氮气混合气。较佳的，氢气和氮气的混合体积比例为氢气∶氮气为5％～95％∶95％～5％。

初烧和复烧较佳的都在烧结炉中进行。烧结炉优选网带式连续烧结炉或自动连续烧结炉。

本发明生产的轴瓦材料特别适用于制作船上使用的轴承中的轴瓦。

本发明所用的原料或试剂除特别说明之外，均市售可得。

相比于现有技术，本发明的有益效果如下：