[发明专利]铝锡40铜-钢金属轴承材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝锡40铜-钢金属轴承材料及其制造方法。

背景技术

铝锡40铜-钢金属轴承材料特别适用于船用中、低速柴油机的主轴瓦和连杆轴瓦，可改善柴油机的性能，提高其使用寿命。国内无一家生产，所需材料均需进口。并且，现有技术中铝锡40铜合金在常规铁模铸造时，锡的偏析与20高锡合金相比较大，且易产生气孔，后续的轧制及退火工艺很难消除，会影响材料的机械性能，并且铝锡40铜合金与纯铝层之间由于粘结不牢常出现气泡，导致合金成材率降低，生产成本提高。另外，铝锡40铜与钢复合后退火温度较高，也难以获得理想的金相组织。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中铝锡40铜合金在常规铁模铸造时，锡的偏析与20高锡合金相比较大，且易产生气孔，后续的轧制及退火工艺很难消除，会影响材料的机械性能，并且铝锡40铜合金与纯铝层之间由于粘结不牢常出现气泡，导致合金成材率降低，铝锡40铜与钢复合后退火温度高难以获得理想的金相组织的缺陷，提供了一种铝锡40铜-钢金属轴承材料及其制造方法，该材料的抗咬合性、顺应性和高温特性良好，适用于中、低速船用柴油机轴瓦。

本发明的铝锡40铜-钢金属轴承材料制造方法包括如下步骤：

(1)将铝锡40铜合金铸锭双面打毛后与纯铝层进行双面复合轧制，然后逐道次冷轧至目标厚度；其中，所述的铝锡40铜合金铸锭经水平连铸获得，所述的双面复合轧制加工率≥50％，所述的逐道次冷轧每道次加工率为20％-35％；

(2)将双面打毛后的钢板再与刷光后的步骤(1)的铝锡40铜合金再进行一次性复合轧制，再经280℃±10℃恒温8h-10h退火即可。

本发明中，所述的铝锡40铜合金铸锭为本领域常规所用，具体成分为35％-45％Sn，0.4％-1.2％Cu，Fe＜0.7％，Si＜0.3％，Mn＜0.7％，Al为余量，百分比为各成分占合金总量的质量百分比。

本发明中，所述的纯铝层为本领域常规所用，一般为纯铝皮中铝含量≥99.6wt％，一般经400℃±10℃恒温5h-6h退火，硬度20HB±2HB，市售可得。

本发明中，所述的钢板为本领域常规所用，一般为热连轧低碳钢，较佳的为SPHC低碳钢、SPHD低碳钢或StWW22低碳钢，市售可得，如宝钢等。所述的钢板使用前一般按本领域常规除油除锈。

下面进一步对本发明铝锡40铜-钢金属轴承材料制造方法各步骤详述：

(1)将铝锡40铜合金铸锭双面打毛后与纯铝层进行双面复合轧制，然后逐道次冷轧至目标厚度；其中，所述的铝锡40铜合金铸锭经水平连铸获得，所述的双面复合轧制加工率≥50％，所述的逐道次冷轧每道次加工率为20％-35％。

本发明中，所述的水平连铸为本领域常规操作，较佳的，具体操作步骤为：将铝锡40铜合金铸锭原料熔炼，之后转倒保温炉，之后将熔炼得到的熔体由保温炉导入石墨结晶器进行连铸，石墨结晶器规格较佳的为16×330×350mm³，结晶器冷却水流量较佳的为400ml/min-600ml/min，连铸温度较佳的为690℃-720℃，较佳的采用拉4秒-停1秒-拉4秒的方式，拉速3.0mm/S-4.0mm/S。

本发明中，所述的铝锡40铜合金铸锭一般按本领域常规校平后使用。

本发明中，所述的铝锡40铜合金铸锭双面打毛为本领域常规操作，一般用36#砂带双面打毛，以去除表面氧化夹杂、冷隔、裂纹等铸造缺陷，每面去除1.0mm，公差为0～0.5mm。较佳的，铝锡40铜合金铸锭厚度从16mm变为14mm，公差为0～0.5mm。

本发明中，所述的加工率是指(复合前原始厚度-复合后成品厚度)/复合前原始厚度。

本发明中，所述的双面复合轧制为本领域常规操作，按双面复合轧制加工率≥50％进行操作，一般可为从16.4mm轧至8.1mm，公差为0～0.2mm。

本发明中，所述的纯铝层一般刷光后使用。所述的刷光为本领域常规操作，一般采用钢丝直径为0.2mm的钢丝刷进行刷光，使合金板表面均匀呈银白色，洁净，无明显打滑亮迹。所述的纯铝层的厚度较佳的为1.1mm±0.1mm。

本发明中，所述的逐道次冷轧为本领域常规操作，一般轧制时以不开裂为标准，逐道次递减。所述的目标厚度一般指合金与钢板复合时合金的厚度，该合金层厚度大小与材料成品所需的合金层厚度、钢板的加工率有关。

(2)将双面打毛后的钢板再与刷光后的步骤(1)的铝锡40铜合金再进行一次性复合轧制，再经280℃±10℃恒温8h-10h退火即可。