[发明专利]用于多层结构滑动轴承的铝合金‑钢双金属材料制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及IPC国际专利分类B22D金属铸造或用相同工艺或设备的其他物质的铸造技术，尤其是用于多层结构滑动轴承的铝合金-钢双金属材料制造方法。

背景技术

滑动轴承(sliding bearing)，在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下，或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。滑动轴承工作时发生的是滑动摩擦；滚动摩擦力的大小主要取决于制造精度；而滑动轴承摩擦力的大小主要取决于轴承滑动面的材料。滑动轴承一般工作面均具有自润滑功能；滑动轴承按照材料分为非金属滑动轴承和金属滑动轴承。滑动轴承材料有轴承合金，又叫巴氏合金或白合金、滑动轴承耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨，聚四氟乙烯，如特氟龙、PTFE、改性聚甲醛POM等。

金属滑动轴承目前使用最多的就是三层复合轴承，这种轴承一般都是以碳钢板为基板，通过烧结技术在钢板上先烧结一层球形铜粉，然后再在铜粉层上烧结一层3mm的PTFE润滑剂；其中中间一层球形铜粉主要作用就是增强钢板与PTFE之间的结合强度，当然在工作时还起到一定的承载和润滑作用。

轴承合金：轴承合金又称白合金，主要是锡、铅、锑或其它金属的合金，由于其耐磨型好、塑性高、跑合性能好、导热性好和抗胶和性好及与油的吸附性好，故适用于重载、高速情况下，轴承合金的强度较小，价格较贵，使用时必须浇铸在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上，形成较薄的涂层。另一方面，多孔质粉末冶金金属材料具有多孔组织，若将其浸在润滑油中，使微孔中充满润滑油，变成了含油轴承，具有自润滑性能。多孔质金属材料的韧性小，只适应于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况下。

滑动轴承在工作时由于轴颈与轴瓦的接触会产生摩擦，导致表面发热、磨损甚而“咬死”，所以在设计轴承时，应选用减摩性好的滑动轴承材料制造轴瓦，合适的润滑剂并采用合适的供应方法，改善轴承的结构以获得厚膜润滑等。

1、瓦面腐蚀：光谱分析发现有色金属元素浓度异常；谱中出现了许多有色金属成分的亚微米级磨损颗粒；润滑油水分超标、酸值超标。

2、轴颈表面腐蚀：光谱分析发现铁元素浓度异常，铁谱中有许多铁成分的亚微米颗粒，润滑油水分超标或酸值超标。

3、轴颈表面拉伤：铁谱中有铁系切削磨粒或黑色氧化物颗粒，金属表面存在回火色。

4、瓦背微动磨损：光谱分析发现铁浓度异常，铁谱中有许多铁成分亚微米磨损颗粒，润滑油水分及酸值异常。

5、轴承表面拉伤：铁谱中发现有切削磨粒，磨粒成分为有色金属。

6、瓦面剥落：铁谱中发现有许多大尺寸的疲劳剥落合金磨损颗粒、层状磨粒。

7、轴承烧瓦：铁谱中有较多大尺寸的合金磨粒及黑色金属氧化物。

8、轴承磨损：由于轴的金属特性(硬度高，退让性差)等原因，易造成粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损等状况。

滑动轴承寿命是制造，组装，使用密切相关，必须使每一个环节，部分企业在生产涂装机轴承的过程中没有严格按清洗防锈规程和油封防锈包装的要求对加工过程中的涂装机轴承零件和装配后的涂装机轴承成品进行防锈处理。部分企业在生产中使用的防锈润滑油、清洗煤油等产品的质量达不到工艺技术规定的要求。

作为较为成熟的现有技术，轴瓦采用双金属，主要原因是利用两种金属的不同性质，使它发挥两种金属应用中的长处。简单说就是双金属瓦能达到理想中的要求，比如硬度、耐磨程度、抗压力、抗拉力、耐腐蚀性等。

双金属复合带材，尤其是钢背与铜基合金、铝基合金、铅基合金、锌基合金等有色金属复合带材，是机械制造工程中一类用途广泛的结构材料，它的主要用途是用作轴瓦材料，高效吸振材料，热弹性材料以及新型建筑材料等，其广泛应用于机器制造、船舶、飞机、汽车、仪器仪表以及交通，建筑等最重要的工业部门，是一种关键工业材料。

铝锡合金轴承材料广泛用于制造发动机、发电机、工程机械及家用电器的轴承和轴套，它具有良好的疲劳强度和抗咬合性，不用表面镀层的情况下与锻钢和铸铁曲轴匹配使用。但是，随着发动机日益向高速、高增压、轻型等方向发展，从而对轴承材料提出更为苛刻的要求。