[发明专利]一种锡基巴氏合金及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种锡基巴氏合金及其制备方法和用途，包括按照质量百分比计的以下组分：锑5％～15％、铜6％～12％、镍3％～9％、石墨1％～3％和锡61％～85％。该锡基巴氏合金具有自润滑作用，摩擦系数低。本发明所提供的一种所述的锡基巴氏合金的制备方法，利用机械合金化产生的铜镍固溶体比重大的特点，抑制小粒度石墨在熔炼过程中的上浮，避免成分偏析；同时，利用铜镍固溶体与铸锭中铜基相的亲和性，增强石墨与基体的连续性，提高石墨与基体的结合强度，防止石墨在使用过程中整体脱落。

技术领域

本发明涉及一种锡基巴氏合金及其制备方法，尤其涉及锡基巴氏合金及其制备方法和用途。

背景技术

锡基巴氏合金是滑动轴瓦的常用材料之一，主要由元素锡、锑、铜等组成。其中锡作为软基体使得合金具有非常好的嵌藏性、顺应性和抗咬合性，在作为轴瓦使用的过程中，能够使润滑油进入到基体凹痕中；而上凸的锡锑、锡铜等固溶于锡基体中的硬质相则起到支撑外力的作用，有利于合金在工作中具有很好的承载力。巴氏合金在磨合服役后，组织中软基体内凹、硬质相外凸，在滑动表面之间形成微小的间隙，成为了合金的储油空间和油润滑的通道。而工作中若出现润滑油量不足或润滑不均匀的情况时，极易对零件表面造成损伤。如果能够实现锡基巴氏合金的自润滑，则可解决上述问题。

石墨是一种在外力作用下极易发生层间滑移的固体自润滑材料。但石墨质量轻，且对金属的润湿能力差，因此在合金熔炼中若直接添加石墨，极易使石墨发生上浮，造成铸锭成分不均、石墨含量低，在使用过程中石墨也易发生脱落。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明所提供的一种锡基巴氏合金，具有自润滑作用，摩擦系数低。

本发明所提供的一种所述的锡基巴氏合金的制备方法，利用机械合金化产生的铜镍固溶体比重大的特点，抑制小粒度石墨在熔炼过程中的上浮，避免成分偏析；同时，利用铜镍固溶体与铸锭中铜基相的亲和性，增强石墨与基体的连续性，提高石墨与基体的结合强度，防止石墨在使用过程中整体脱落。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种锡基巴氏合金，包括按照质量百分比计的以下组分：

锑5％～15％、铜6％～12％、镍3％～9％、石墨1％～3％和锡61％～85％。

优选的，所述的锡基巴氏合金，包括按照质量百分比计的以下组分：

锑5％～15％、铜6％～12％、镍4.5％～7.5％、石墨1.5％～2.5％和锡63％～83％。

一种所述的锡基巴氏合金的制备方法，包括以下步骤：

(a)、将铜粉与镍包石墨粉机械合金化，得到铜镍石墨粉；

(b)、将锡块、锑块、铜块加热至熔化并搅拌均匀，排气并除渣后精炼，得到合金液；

优选的，所述搅拌采用电磁搅拌和/或机械搅拌；

优选的，所述熔化和/或精炼的过程采用惰性气体进行保护；

优选的，所述精炼的时间为30～40min；

(c)、在步骤(b)得到的合金液中加入步骤(a)所得到的铜镍石墨粉，搅拌并保温后，将合金液浇铸并快速冷却，得到锡基巴氏合金；

优选的，所述浇铸至带有水冷装置的金属模中。

优选的，在步骤(a)中，所述镍包石墨粉的成分包括按照质量百分比计的70％～75％的镍和25％～30％的碳；

更优选的，所述镍包石墨粉的粒度为800～3000目，更优选为2000～3000目。