本發明涉及合金技術，特別涉及到一種油膜軸承合金材料及其制造方法。
背景技術：
：油膜軸承作為軋機設備的重要零部件，工作時靠輥軸在軸承中旋轉把潤滑油吸入負荷區的楔形間隙，利用液體的動壓效應將油膜軸承與輥頸分離開，形成純液體摩擦，其運行性能和使用壽命直接關系到軋機的生產效率和鋼材質量。油膜軸承在工作中為了保證油膜的形成，其工作表面具有較低地粗糙度，以避免兩表面不平度高峰直接接觸，破壞油膜的形成，從而使得油膜軸承在工作時摩擦加劇，影響油膜軸承的承載能力和壽命。因此油膜軸承具有比一般滑動軸承和滾動軸承摩擦系數小、損耗低、剛性高等優點，是一種高精度軸承，其關鍵件精度要求達到微米級。油膜軸承的承載能力直接決定著軸承的使用性能和使用壽命，軸承材料作為影響油膜軸承承載性能的主要因素之一，ZA27等鋅基合金材料正在逐漸取代傳統的成本昂貴的銅鉛合金材料，但隨著軋鋼生產向著高速度、高精度、高效益的發展，軋機油膜軸承所受工況惡劣，速度和負載變化大，沖擊振動大，國內傳統的鋅基合金存在摩擦系數偏高、耐磨性不夠理想、塑韌性不足、不耐高溫等缺點，大大限制了鋅基合金替代銅合金的應用范圍。技術實現要素：本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的缺點與不足，提供一種造價低廉、摩擦系數低、耐磨性理想、塑韌性好及耐高溫的合金油膜軸承。本發明另一目的在于提供一種合金油膜軸承的制造方法。本發明所述的目的提供下述技術方案實現：一種合金油膜軸承，包括按重量百分含量計的：35～40％的Al、1～2％的Cu、0.01～0.05％的Mg、1～2％的Si、0.2～0.75％的Mn、0.05～0.1％的Ce、0.1～0.3％的Fe、0.3～0.5％的Ni、0.04～0.08％的Li，余量為Zn。還包括按重量百分含量計的：0.04％的Ti。所述合金油膜軸承包括按重量百分含量計的：38％的Al、1.5％的Cu、0.03％的Mg、1.5％的Si、0.5％的Mn、0.08％的Ce，0.2％的Fe、0.4％的Ni、0.06％的Li。所述合金油膜軸承包括按重量百分含量計的：40％的Al、1％的Cu、0.05％的Mg、1％的Si、0.2％的Mn、0.05％的Ce，0.3％的Fe、0.35％的Ni、0.04％的Li、0.04％的Ti。上述的合金油膜軸承的制造方法，包括如下步驟：(1)、熔煉：取按重量百分含量計的：35～40％的Al、1～2％的Cu、1～2％的Si、0.2～0.75％的Mn、0.1～0.3％的Fe，0.3～0.5％的Ni，0.04～0.08％的Li，余量為Zn，在720～750℃條件下進行熔煉處理；(2)、變質處理：在步驟(1)中的合金材料中加入0.01～0.05％的Mg、0.05～0.1％的Ce，加熱溫度為740～780℃，進行變質處理，翻滾12-16分鐘，然后靜置30-45分鐘待用，有效防止晶間腐蝕，提高合金強度和伸長率延伸率的同時，提高了合金的高溫力學性能，并有效減少了合金的底縮現象；(3)、噴霧沉積：將熔煉的液相合金通過噴嘴進入充滿惰性氣體的封閉式噴霧沉積室，在噴口處液相合金被氮氣霧化成細小的霧滴，噴向模板的表面而集聚沉積，霧化壓力0.6～0.8MPa，噴射溫度720～750℃，減少了氧化物、氫氣等雜質引起脆性，進一步提高了合金的韌性和延展性。(4)、擠壓：在350～500℃溫度范圍內，使用金屬塑性加工方法，對合金進行均勻化處理及熱擠壓，使初生的樹枝狀富鋁相細化，消除疏松，提高綜合性能；(5)、固溶處理：合金在375℃下進行固溶化處理10小時后水淬，增加了高溫時組織的穩定性，有效提高了合金的高溫強度和抗蠕變壓力；(6)、人工時效：再經200℃人工時效8小時，合金組織均勻化，沖擊韌性及耐磨性大幅度提升。所述步驟(2)中還包括按重量百分含量計的：0.04％的Ti。所述步驟(6)處理過的合金的抗拉強度σb390～550MPa，室溫硬度130～155HB，抗壓強度σbc＞720MPa，沖擊韌性ak＞120J/cm2，摩擦系數是銅鉛合金的1/3。本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果：1、本發明中的配比經過長期實驗得出，鋅基合金中35～40％的鋁較傳統鋅基合金α枝晶數量增加，塑韌性能增強，降低了摩擦因素，具有造價低廉、摩擦系數低、耐磨性理想、塑韌性好及耐高溫等優點。2、本發明中鎂可以提高合金的強度和拉伸性能，銅除了增加合金硬度及強度外，還彌補了鎂降低塑性的缺陷。3、本發明中加入了0.04％的Ti經熱處理后，增強合金的抗衰退能力，可以增強使用壽命，更能和產品配套使用。4、本發明中的硅能增強合金的減摩耐磨性，合金承載能力高于常規鋅基合金的40～50％。5、本發明中加入錳在鋅基合金中生成硬質點相，提高合金的耐磨性能，降低摩擦系數，適量的錳和鎳可以強化高溫強度低的非平衡三相共晶，顯著提高了合金的高溫性能，同時大量的富鎳相粒子顯著提高了超塑性拉伸的穩態流應變力。6、本發明中鐵在鋅基合金中原為富鐵相化合物存在，經稀土元素鈰變質處理后，進一步改善合金摩擦磨損特性并增強承載能力。7、本發明中鋰元素能消除鋁、鋅的宏觀偏析所致的合金底面縮孔，細化合金組織，使得晶界相變得細碎且分布不連續，提高合金的高溫強度。具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。實施例1本發明提供了一種合金油膜軸承，包括按重量百分含量計的：38％的Al、1.5％的Cu、0.03％的Mg、1.5％的Si、0.5％的Mn、0.08％的Ce，0.2％的Fe、0.4％的Ni、0.06％的Li，余量為Zn。上述的合金油膜軸承的制造方法，包括如下步驟：(1)、熔煉：取按重量百分含量計的：38％的Al、1.5％的Cu、1.5％的Si、0.5％的Mn、0.2％的Fe，0.4％的Ni，0.06％的Li，余量為Zn，在720～750℃條件下進行熔煉處理；(2)、變質處理：在步驟(1)中的合金材料中加入0.05％的Mg、0.08％的Ce，加熱溫度為740℃，進行變質處理，然后靜置待用；(3)、噴霧沉積：將熔煉的液相合金通過噴嘴進入充滿惰性氣體的封閉式噴霧沉積室，在噴口處液相合金被氮氣霧化成細小的霧滴，噴向模板的表面而集聚沉積，霧化壓力0.6～0.8MPa，噴射溫度720～750℃，減少了氧化物、氫氣等雜質引起脆性，進一步提高了合金的韌性和延展性。(4)、擠壓：在350℃溫度范圍內，使用金屬塑性加工方法，對合金進行均勻化處理及熱擠壓，使初生的樹枝狀富鋁相細化，消除疏松，提高綜合性能；(5)、固溶處理：合金在375℃下進行固溶化處理10小時后水淬，提高合金硬度；(6)、人工時效：再經200℃人工時效8小時，合金組織均勻化，沖擊韌性及耐磨性大幅度提升。所述步驟(6)處理過的合金的抗拉強度σb390～550MPa，室溫硬度130～155HB，抗壓強度σbc＞720MPa，沖擊韌性ak＞120J/cm2，摩擦系數是銅鉛合金的1/3。采用上述配比和方法，使產品具有造價低廉、摩擦系數低、耐磨性理想、塑韌性好及耐高溫等優點。實施例2一種合金油膜軸承，包括按重量百分含量計的：40％的Al、1％的Cu、0.05％的Mg、1％的Si、0.2％的Mn、0.05％的Ce，0.3％的Fe、0.35％的Ni、0.04％的Li，0.04％的Ti，余量為Zn。上述的合金油膜軸承的制造方法，包括如下步驟：(1)、熔煉：取按重量百分含量計的：40％的Al、1％的Cu、1％的Si、0.2％的Mn、0.3％的Fe，0.35％的Ni，0.04％的Li，在750℃條件下進行熔煉處理；(2)、變質處理：在步驟(1)中的合金材料中加入0.05％的Mg、0.05％的Ce，0.04％的Ti，加熱溫度為780℃，進行變質處理，然后靜置待用；(3)、噴霧沉積：將熔煉的液相合金通過噴嘴進入充滿惰性氣體的封閉式噴霧沉積室，在噴口處液相合金被氮氣霧化成細小的霧滴，噴向模板的表面而集聚沉積，霧化壓力0.6～0.8MPa，噴射溫度720～750℃，減少了氧化物、氫氣等雜質引起脆性，進一步提高了合金的韌性和延展性。(4)、擠壓：在500℃溫度范圍內，使用金屬塑性加工方法，對合金進行均勻化處理及熱擠壓，使初生的樹枝狀富鋁相細化，消除疏松，提高綜合性能；(5)、固溶處理：合金在375℃下進行固溶化處理10小時后水淬，提高合金硬度；(6)、人工時效：再經200℃人工時效8小時，合金組織均勻化，沖擊韌性及耐磨性大幅度提升。所述步驟(6)處理過的合金的抗拉強度σb390～550MPa，室溫硬度130～155HB，抗壓強度σbc＞720MPa，沖擊韌性ak＞120J/cm2，摩擦系數是銅鉛合金的1/3。對比實施例拉伸試驗試樣尺寸為Φ8mm的標準短拉伸試樣，U型缺口試樣。實施例3中的合金油膜軸承及方法和類似材料ZA27的試樣其力學性能試驗在用CMT電子萬能材料實驗機上進行，測試其拉抗拉強度、抗壓強度、沖擊韌性。材料σb(MPa)σbc(MPa)ak(J/cm2)實施例2530735124ZA2744035047.9上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3