[发明专利]大型低速柴油机轴瓦用高锡铝合金-钢复合板的制备方法

说明书

大型低速柴油机轴瓦用高锡铝合金‑钢复合板的制备方法，将铝锭、锡锭和中间合金进行熔炼浇铸得到板坯，板坯初轧得到高锡铝初轧板，并经退火、打磨后用退火处理的纯铝板覆铝轧制，得到高锡铝合金覆铝板；将其与经退火、打磨处理的钢板铆接并冷轧复合得到良好机械结合的高锡铝合金‑钢复合板，然后对高锡铝合金‑钢复合板进行扩散退火处理，以得到高锡铝合金‑钢复合板成品，最后按照轴瓦规格裁切所得到的高锡铝合金‑钢复合板。本方法采用水冷模制备高锡铝合金锭坯，经铣面、初轧、覆铝、与钢背冷轧复合、退火处理等，制备出大规格、界面结合强度和剪切强度高的高锡铝合金‑钢复合板，可满足大型低速柴油机国产化的需求。

技术领域

本发明属于金属复合板加工领域，具体涉及应用于大型低速柴油机轴瓦的高锡铝合金-钢复合板的制备方法。

背景技术

铝合金是大型重载柴油机广泛应用的轴瓦材料。高锡铝合金因其摩擦系数低、疲劳强度高、抗咬合性好、紧急运行特性好而应用于大型低速柴油机薄壁轴瓦。高锡铝合金通常指Sn含量大于20%的铝锡合金。随着锡含量增加，铝锡合金的硬度和疲劳强度有一定下降，但抗咬合性，镶嵌性，顺应性随之增加，抗咬合负荷可随之增大，轴颈磨损相应降低。即使在润滑不良，油膜无法建立的条件下，锡也能在轴颈表面形成一种保护膜，克服摩擦力的急剧变化，能较好保持润滑油膜的连续性，不致引起轴瓦局部负荷急剧升高。铝锡合金通常含有1%左右Cu元素，可强化铝基体，并减少铝锡合金中锡的偏析。随着Cu含量增加，硬度和疲劳强度提高，但表面性能下降，磨合状况恶化。高锡铝合金由于强度较低，在重载荷下易发生变形，造成油层间隙减小，油膜中断以致引起主轴咬死等。所以，通常将铝锡合金覆到钢背上，形成双金属复合板。为了提高铝锡合金与钢背的结合强度，在钢与铝锡合金之间增加一层纯铝作为中间层。该结构的铝锡合金轴瓦使用性能优异，寿命一般可达6000～10000小时。

我国每年生产数百台低速船舶柴油机，所用高锡铝合金轴瓦全部进口奥地利Miba等国外公司产品，成为制约大型低速柴油机国产化率的关键部件之一。造成这一局面的根本原因在于国内尚不能生产大规格高锡铝合金-钢复合板。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型低速柴油机轴瓦用高锡铝合金-钢复合板的制备方法，采用水冷模制备高锡铝合金锭坯，经铣面、初轧、覆铝、与钢背冷轧复合、退火处理等，制备出大规格、界面结合强度和剪切强度高的高锡铝合金-钢复合板，满足大型低速柴油机国产化的需求。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

大型低速柴油机轴瓦用高锡铝合金-钢复合板的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：在石墨坩埚中将铝锭熔化，再加入AlCu50中间合金，待熔体温度降至690℃～710℃时，分批加入预热的锡锭，每次加入锡锭后充分搅拌，并将熔体温度控制在690℃～710℃，精炼扒渣后得到待浇铸的合金液；

步骤二：将步骤一得到的合金液浇铸在水冷金属模中成型并脱模，得到板坯，在浇铸的过程中，每次浇铸前对石墨坩埚内的熔体充分搅拌，并控制浇铸温度在690℃～710℃；

步骤三：将步骤二得到的板坯铣面后进行初轧，以板材边部不开裂为准，经多道次轧制得到高锡铝初轧板；

步骤四：对步骤三得到的高锡铝初轧板进行退火处理，退火后空冷，并打磨表面待用；

步骤五：将纯铝板进行退火处理，退火后空冷，并将纯铝板的待复合面打磨至失去金属光泽，再除去表面铝屑，清洗后覆在步骤四经打磨的高锡铝初轧板表面，并在咬入端铆接后，送入轧机进行覆铝轧制得到高锡铝合金，控制覆铝轧制首道次轧制变形量为35%～55%；

步骤六：在首道次覆铝轧制后，对高锡铝合金进行退火，退火后空冷，再进行轧制，得到高锡铝合金覆铝板，每道次轧制变形量不超过25%，以板材边部不开裂为准，并在板材边部临近开裂之前进行退火后再进行轧制；