專利名稱：一種高強度軸瓦基底層的制作方法
技術領域：
本發明涉及軸瓦技術領域，具體來說涉及一種高強度軸瓦基底層。
技術背景
滑動軸承主要包括軸瓦、襯套、翻邊瓦及止推片。滑動軸承的主要作用有1、支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉精度；2、減少轉軸與支承之間的摩擦與磨損。汽輪機、離心式壓縮機、內燃機、大型電機等均需采用滑動軸承。因此滑動軸承是內燃機中的重要零件。
目前，滑動軸承的材料主要有銅基和鋁基材料，銅基材料的承載能力高，運用在高速高載的內燃機上，隨著經濟和社會的發展，特別是銅材的價格的大幅上漲，各大主機廠商都在努力降低成本；另一方面，由于原油價格的上漲，又需要減小發動機的體積，滑動軸承的單位載荷在上升。這時需要一種良好的材料替換。而鋁合金由于承載能力較低，一般用在低速低載場合，鋁分布很廣泛，價格低廉，且由于是耐磨性、抗咬合性能優越，作為滑動軸承材料的時間也比較久，但是鋁合金的承載能力低一直是業內的課題。因此，研制出一種高強度且價格低廉的滑動軸承新材料成為現今主要的問題
發明內容
本發明的目的是提供一種抗疲勞強度高、耐磨性好、成本低、環保的高強度軸瓦基底層ο
本發明的技術方案是一種高強度軸瓦基底層，其特征在于所述軸瓦基底層位于鋼背層的上部，所述基底層為鋁合金表層，其中各元素的重量百分配比是錫3. 5 9.0%、硅1. 5 5.0%、銅0. 1 5. 0%、鎳0. 1 3. 0%、錳0. 1 0. 5%、釩0. 1 0. 3%、錸或鑭或鈰中任一種或任意兩種組合 0. 1 5%的、雜質彡0. 5%、余量為鋁。
所述鋁合金表層中各元素的重量百分比具體可以是所述鋁合金表層中5. 5%的錫、2. 5%的硅、1. 0%的銅、1. 0%的鎳、0. 2%的錳、0. 15%的釩、4. 0%的錸，余量為鋁。
所述鋁合金表層中5. 5%的錫、3. 0%的硅、0. 9%的銅、1. 1%的鎳、0. 25%的錳、 0. 18%的釩、4. 0%的鑭，余量為鋁。
所述鋁合金表層中6. 5%的錫、1. 5%的硅、2. 0%的銅、0. 7%的鎳、0. 25%的錳、 0. 10%的釩、4. 0%的鈰，余量為鋁。
所述鋁合金表層中6. 0%的錫、3. 0%的硅、0. 7%的銅、2. 0%的鎳、0. 5%的錳、0. 5% 的釩、2. 0%的鈰、3. 0%的鑭，余量為鋁。
本發明還提供一種生產高強度軸瓦基底層的方法，包括以下步驟1)將鋁、錫、硅、銅、鎳、錳、釩材料先行配料進行熔化精煉；2)除氣后再加入錸或鑭或鈰中任意一種或任意兩種精煉，經過多次軋制，制成鋁錠；3)然后將鋁錠復合到鋼板上，最終形成高強度軸瓦基底層。
經過實驗驗證，本發明中添加的各物質分別具有如下作用①錫是作為能產生軟組元的成份而被加入，和鋁生成共晶體。加入錫，可使合金的表面性能提高，改善合金的耐蝕性；錫的含量如果過高，將影響合金的強度和硬度。實驗證明，當錫的含量超過13%以后，合金的硬度下降15%以上。當錫的含量太低，低于3%時，合金的耐腐蝕性下降50%以上。②硅是能提供強度、承載能力、耐磨性、耐蝕性、再結晶溫度和抗咬合性以及降低熱膨脹系數。將鋁合金軋制到鋼上時，合金中的硅還能防止脆的鐵-鋁化合物的形成，有利于提高軸承層間的粘結強度。隨著硅含量的升高，合金中析出硅粒子，合金的硬度顯著增強。當硅的含量達到5%時，合金的疲勞強度下20%以上。當硅含量超過5%，塑性和機加工性能惡化。 ③鎳是能提高合金的彈性模數，能強化合金，提高合金的耐高溫性。如果鎳含量太高，合金的硬度顯著增強。當含量3%時，硬度提高10%;當含量達到5%時，硬度提高20%以上。合金的耐腐蝕性顯著下降。同時，由于硬度高，材料的工藝性能下降。刀具的壽命下降30%以上。④釩、錳能提高合金的彈性模數；減少鐵等有害金屬的影響，改善合金的金相組織，從而起到強化合金的作用。如果含量過高，將引起合金的偏析。經實驗，當錳釩的含量超過0. 8% 時，金相分布不均勻，合金中存大量的針狀或葉狀組織。⑤銅能提高合金的彈性模量，起到強化鋁合金的作用，還可減小高溫下合金硬度降低的程度。⑥在鋁合金中加入微量稀土元素，可以顯著改善鋁合金的金相組織，細化晶粒，去除鋁合金中氣體和有害雜質，減少鋁合金的裂紋源，從而提高鋁合金的強度，改善加工性能，還能改善鋁合金的耐熱性、可塑性及可鍛性，提高硬度、增加強度和韌性，但由于稀土價格貴，為了降低成本，不可能過量使用。
由此可見，本發明的有益效果為一、相比傳統的鋁合金材料具有抗疲勞強度高、 耐腐蝕性好、承載能力高的優點；二、相比銅基軸瓦材料具有低成本的優勢；三、本發明材料不含鉛，符合環保的要求。
圖1為本發明高強度軸瓦基底層的剖切結構示意圖。
具體實施方式
本發明高強度軸瓦基底層由鋁合金構成，該鋁合金中各元素的重量百分配比是 錫 3. 5 9. 0%、硅 1. 5 5. 0%、銅 0. 1 5. 0%、鎳 0. 1 3. 0%、猛 0. 1 0. 5%、釩 0. 1 0. 3%、錸或鑭或鈰中任一種或任意兩種組合0. 1 5%的、雜質< 0. 5%、余量為鋁。
實施例1所述鋁合金的重量百分配比5. 5%的錫、2. 5%的硅、1. 0%的銅、1. 0%的鎳、0. 2%的錳、 0. 15%的釩、4. 0%的錸，余量為鋁。
實施例2所述鋁合金的重量百分配比5. 5%的錫、3. 0%的硅、0. 9%的銅、1. 1%的鎳、0. 25%的錳、 0. 18%的釩、4. 0%的鑭，余量為鋁。
實施例3所述鋁合金的重量百分配比6. 5%的錫、1. 5%的硅、2. 0%的銅、0. 7%的鎳、0. 25%的錳、 0. 10%的釩、4. 0%的鈰，余量為鋁。
實施例46. 0%的錫、3. 0%的硅、0. 7%的銅、2. 0%的鎳、0. 5%的錳、0. 5%的釩、2. 0%的鈰、3. 0%的鑭，余量為鋁。
實施例5一種高強度軸瓦基底層的生產方法是將鋁、錫、硅、銅、鎳、錳、釩材料先行配料進行熔化精煉，除氣后再加入錸或鑭或鈰中的任一種或兩種精煉，經過多次軋制，制成鋁錠，然后復合到鋼板上，最終形成高強度鋁合金滑動軸承。
如圖1所示，高強度軸瓦基底層由鋁合金層2構成，鋁合金層2位于鋼背層1上。
本發明與現有技術比較例的性能對比如下表1所示 表權利要求
1.一種高強度軸瓦基底層，其特征在于所述軸瓦基底層位于鋼背層的上部，所述基底層為鋁合金表層，其中各元素的重量百分配比是錫3. 5 9. 0%、硅1. 5 5. 0%、銅 0. 1 5. 0%、鎳0. 1 3. 0%、錳0. 1 0. 5%、釩0. 1 0. 3%、錸或鑭或鈰中任一種或任意兩種組合0. 1 5%的、雜質彡0. 5%、余量為鋁。
2.根據權利要求1所述的一種高強度軸瓦基底層，其特征在于所述鋁合金表層中各元素的重量百分比是5. 5%的錫、2. 5%的硅、1. 0%的銅、1. 0%的鎳、0. 2%的錳、0. 15%的釩、 4. 0%的錸，余量為鋁。
3.根據權利要求1所述的一種高強度軸瓦基底層，其特征在于所述鋁合金表層中各元素的重量百分比是5. 5%的錫、3. 0%的硅、0. 9%的銅、1. 1%的鎳、0. 25%的錳、0. 18%的釩、 4. 0%的鑭，余量為鋁。
4.根據權利要求1所述的一種高強度軸瓦基底層，其特征在于所述鋁合金表層中各元素的重量百分比是6. 5%的錫、1. 5%的硅、2. 0%的銅、0. 7%的鎳、0. 25%的錳、0. 10%的釩、 4. 0%的鈰，余量為鋁。
5.根據權利要求1所述的一種高強度軸瓦基底層，其特征在于所述鋁合金表層中各元素的重量百分比是6. 0%的錫、3. 0%的硅、0. 7%的銅、2. 0%的鎳、0. 5%的錳、0. 5%的釩、 2. 0%的鈰、3. 0%的鑭，余量為鋁。
6.一種生產權利要求廣5所述的任意一種高強度軸瓦基底層的方法，包括以下步驟1)將鋁、錫、硅、銅、鎳、錳、釩材料先行配料進行熔化精煉；2)除氣后再加入錸或鑭或鈰中任意一種或任意兩種精煉，經過多次軋制，制成鋁錠；3)然后將鋁錠復合到鋼板上，最終形成一種高強度軸瓦基底層。
全文摘要
本發明公開了一種高強度軸瓦基底層，其特征在于所述軸瓦基底層位于鋼背層的上部，所述基底層為鋁合金表層，其中各元素的重量百分配比是錫3.5～9.0%、硅1.5～5.0%、銅0.1～5.0%、鎳0.1～3.0%、錳0.1～0.5%、釩0.1～0.3%、錸或鑭或鈰中任一種或任意兩種組合0.1～5%的、雜質≤0.5%、余量為鋁。本發明滑動軸承具有抗疲勞強度高、耐腐蝕性好、承載能力高、低成本、不含鉛，符合環保的要求的優點。
文檔編號F16C33/12GK102518672SQ20121000139
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者劉會學 申請人:廣州安達汽車零部件股份有限公司