[发明专利]一种用于轴瓦耐磨层的高强度合金材料CuNi2

说明书

技术领域

本发明涉及一合金材料，具体是一种用于轴瓦耐磨层的高强度合金材料CuNi2。 

背景技术

由于使用需要，发动机轴瓦表面要求具备坚固度和耐磨及抗咬合性能。为保障发动机轴瓦表面的耐磨程度，通常是将粉末状金属青铜合金粘合在钢背上形成耐磨层，这种金属青铜合金提供坚固的轴承面，用以经受使用过程中轴承面承受的载荷。从性能方面来说，在青铜合金材料中添加一定量的铅是目前为止最为理想的方法。但由于环保意识的增强，各国政府高度重视对环境的保护，淘汰铅这种有毒金属已成为发动机轴瓦材料选用时的一个重要考虑因素。而如果不添加铅这种成分，轴瓦的耐磨性及坚固度都达不到理想效果。目前有技术采用的是添加部分微量元素用以提高轴瓦因无铅而丧失的坚固度，如申请号201010506167.7发明专利，添加Sn：7-9%、In0.6-2%、Ni0.6-2%、Cu余量，通过一种或多种金属及微量元素的组合，使硬质材料与软质材料互补达到替代铅的效果。类似专利还可见申请号201310387879.5发明专利。但添加微量元素除了增加成本提升制造工艺难度外，其抗疲劳性能也并未有显著进步。 

发明内容

申请人经反复试验发现，在掌握其中某些微量元素特殊质量配比的情况下，即可获得意想不到的效果，在减少工艺复杂程度的基础上，保证耐磨层的坚固度及耐磨性，有效提高轴瓦的抗疲劳程度。按照本发明公开的成分及特殊配比，即可获得一种抗疲劳强度高且节约原材料的无铅环保轴瓦耐磨层。 

本发明的技术方案为：一种用于轴瓦耐磨层的高强度合金材料CuNi2 

，由以下重量百分比计的原料制成：Ni：1.5-3.0%、Cu为余量。

本发明的优选方案为：一种用于轴瓦耐磨层的高强度合金材料CuNi2 

，由以下重量百分比计的原料制成：Ni：2.3%、Cu为余量。

本发明轴瓦耐磨层的高强度无铅环保锡青铜合金，由申请人委托上海核威实业有限公司技术中心在DP蓝宝石疲劳试验机上采用增载法测试并出具出具编号2013-HJ-03检验报告显示检验数据如下： 

实验系数：轴速3000r/min、载荷频率50Hz。

所得试验效果如下表所示： 

对比申请号201010506167.7发明专利可知，采用该发明所公开的组分及配比所达到的抗疲劳强度为150MP，与采用添加铅的耐磨层材料取得的抗疲劳效果一致。而采用本发明工艺在高强度耐磨试验条件下抗疲劳强度达到168MP以上，且原材料搭配简单、容易制造，在节省加工成本的同时有效提升了产品质量。

将申请人研制的产品与目前常见几种含铅合金层硬度测试比较，所得数据见下表 

由上表可知，本发明公开的用于轴瓦耐磨层的高强度无铅环保合金材料CuNi2，其硬度标准也高于常规同类产品。

本发明用于轴瓦耐磨层的高强度无铅环保合金材料CuNi2，对加工工艺无任何特殊要求，根据轴瓦型号不同按照标准烧结于钢背之上即可。因此是一种环保、高效且不增加成本的合金材料。 

附图说明

图1为本发明产品在德国蔡司电镜下放大100倍观察表面状况图。 

图2为为同类含铅产品CuPb10Sn10在德国蔡司电镜下放大100倍观察表面状况图。 

具体实施方式

对比图1和图2可知，采用本发明技术方案制成的合金材料致密度明显优于同类其他产品，达到这样技术目的采取的方案是：一种用于轴瓦耐磨层的高强度无铅环保锡青铜合金，其特征在于：一种用于轴瓦耐磨层的高强度无铅环保合金材料CuNi2，由以下重量百分比计的原料制成：Ni：2.3%、Cu为余量。