[发明专利]改进型钢套及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改进型钢套及其制备方法，所述钢套包括钢外套和铜合金内套，所述铜合金内套包括铜、锡、磷，其中锡和磷的质量分别为铜的质量的3~6.5%、0.2~1%，还可包括为铜的质量0.05~0.1%的镍；所述制备方法为：将钢外套加热至300~480℃，再将所述铜合金内套挤压至所述钢外套内，其中铜合金内套与钢外套为过盈配合。本发明通过调整铜合金中锡和磷的含量，进一步增加了铜合金轴套的硬度和耐高温性能，同时采用适量的钢外套替代铜合金，不仅减少了铜材的使用量，节约了成本，而且钢外套还有利于增加轴套的强度。

技术领域

本发明属于滑动轴承领域，具体涉及一种改进型钢套及其制备方法。

背景技术

轴套是套在转轴上的筒状机械零件，是滑动轴承的组成部分，通常是用昂贵的耐磨合金材料制成或单一耐磨材料制成，其作用是为了减少轴、孔或滑动轴承的磨损，以延长本体的使用寿命。铜合金材料具有很高的承载能力和抗疲劳强度，用其制备的轴套在高速转动和大功率的发动机中应用相当普遍。

在轴和轴套工作时，两者之间会产生摩擦，在长时间大载荷条件下，摩擦产生的热量会导致轴和轴套的温度升高，高温会使覆盖在轴套和轴表面的润滑脂发生一定程度地分解，进而使轴和轴套两表面的金属直接接触，从而产生剧烈的摩擦、磨损，使得轴套内部温度迅速升高，随着轴套温度的急剧上升，其表面材料会发生局部熔化，并粘附到轴的表面，从而使轴套和轴之间产生胶合失效。

申请人于1997年10月15日申请了名称为“锡磷青铜件的制造方法”的专利，该专利方法制备的青铜件，平均布氏硬度为HBS170，使用温度可达216℃，具有较好的耐磨、耐高温性能，其锡、磷的含量分别为铜的质量的5~7%、0.2~0.4%。但是该专利制备时采用的是地炉灶加热，该加热方式不能使紫铜的熔化温度稳定在1250~1300℃，制备过程中需要间歇性地升温以维持温度稳定，从而费时费力，而且获得的铸坯气孔沙眼较多，报废率大，烧损率高达20%，而且，由于有色金属铜较贵，因此该专利方法制备的青铜件成本较高。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种改进型钢套及其制备方法，解决现有铜合金轴套成本高的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种改进型钢套，包括钢外套和铜合金内套，所述铜合金内套包括铜、锡、磷，其中锡和磷的质量分别为铜的质量的3~6.5%、0.2~1%。

本发明在原有铜合金轴套的基础上，采用适量的钢外套替代铜合金，这样不仅减少了铜材的使用量，节约了成本，而且钢外套还可以增加轴套的强度，同时通过对锡、磷含量的调整，进一步提高了铜合金轴套的硬度和耐高温性能。

作为优选，所述锡的质量为铜的质量的3~5%。锡的用量在此范围内，既可以保证铜合金较好的耐磨性及使用温度，还可以降低成本。锡的用量可进一步优选为3.5~4.5%。

作为优选，所述磷的质量为铜的质量的0.4~1%。适当增加磷的含量，既可以提高铜合金的耐磨性及使用温度，而且还可以提高与锡的配伍作用，有利于铜合金与钢外套的结合。磷的用量可进一步优选为0.56~0.78%。

作为优选，所述铜合金内套还包括镍，所述镍的质量为铜的质量的0.05~0.1%。镍的加入，可充分发挥锡、磷、镍与铜的配合效果，所述镍的质量可优选为铜的质量的0.07~0.08%。

如上面所述的钢套的制备方法，包括如下步骤：将钢外套加热至300~480℃，再将所述铜合金内套挤压至所述钢外套内，即得到所述的钢套，其中铜合金内套与钢外套为过盈配合。其中加热温度可优选为400~480℃。

上述方法中，将钢外套加热至300~480℃，钢外套变为阴红色，可采用油压机挤压，挤压得到的钢套可使用存控机床或数控机床进行精车处理。