一種預混減磨顆粒式軸瓦及其加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車零部件技術領域，尤其涉及一種預混減磨顆粒式軸瓦及其加工方法。
【背景技術】
[0002]軸瓦是汽車發動機上的重要零部件，軸瓦與傳動軸軸頸共同構成摩擦副的表面，起到潤滑摩擦副表面，降低摩擦、防止咬合以及傳遞摩擦熱量的作用。然而，現用軸瓦，通過對基層金屬進行合金化，以在基層金屬中生成原位硬質顆粒，使得所添加的合金化元素如銅，除了能形成第二相硬質顆粒外，還有一部分溶于基體中，對基體的性能帶來不確定性影響，如銅、硅等溶于基體形成固溶體會消弱基體的塑性，使基體的嵌入性被削弱。
[0003]因此，有必要提供一種預混減磨顆粒式軸瓦及其加工方法，使得通過該方法在不消弱基體嵌入性的前提下增強基體的強度，且加工成的軸瓦有著更好的結合強度、分散性和導熱性。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種預混減磨顆粒式軸瓦及其加工方法，能夠通過該加工方法獲得添加了預設量的目標粒度的石墨顆粒的軸瓦，避免了原位生成顆粒法帶來的合金元素對基體材料嵌入性、韌性、塑性等性能的削弱作用。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0006]依據本發明的一個方面，提供了一種預混減磨顆粒式軸瓦的加工方法，包括:將預設量的目標粒度的石墨顆粒添加到金屬溶液中，并利用超聲波對添加了所述石墨顆粒的金屬溶液進行處理，使石墨顆粒在金屬溶液中混合均勻；
[0007]將混合均勻的所述金屬溶液進行連鑄連軋，形成金屬片結構；
[0008]將鋼板和形成的金屬片結構固定成為一體，并沖壓形成軸瓦毛坯；
[0009]對所述軸瓦毛坯的表面進行精加工，得到軸瓦成品。
[0010]其中，所述石墨顆粒的預設量和目標粒度與所述軸瓦的工作環境和負載條件相匹配。
[0011]其中，當摩擦副承受的壓力為lbar-5bar時，所述目標粒度設定為顆粒度:0.1mm；分散度:25n/mm2 ；
[0012]當摩擦副承受的壓力為6bar-10bar時，所述目標粒度設定為顆粒度:0.05mm ;分散度:100n/mm2 ；
[0013]當摩擦副承受的壓力為llbar-15bar時，所述目標粒度設定為顆粒度:0.0lmm ;分散度:100n/mm2 ；
[0014]當摩擦副承受的壓力為16bar-20bar時，所述目標粒度設定為顆粒度:0.005mm ；分散度:10000n/mm2。
[0015]其中，所述金屬溶液為鋁合金熔煉后的金屬溶液，且所述鋁合金的成分按重量百分比計為:硅(λ 25 %，銅 I % -5 %，錳(λ Ol % -0.03 %，，鎂(λ Ol % -0.03 %，鉻
0.15-0.25%，鋅 0.02% -0.05%，鈦 0.05% -0.1%，其余為鋁。
[0016]其中，所述將鋼板和形成的金屬片結構固定成為一體之前，所述方法還包括:
[0017]清洗掉所述鋼板表層的氧化皮。
[0018]其中，所述將所述鋼板和形成的金屬片結構固定成為一體的步驟，具體為:
[0019]將所述鋼板和形成的金屬片結構通過軋制過程焊合為一體。
[0020]依據本發明的另一個方面，提供了一種預混減磨顆粒式軸瓦，包括:工作層和底層，所述工作層和底層固定成為一體；
[0021]所述工作層為添加了預設量目標粒度的石墨顆粒的金屬溶液通過連鑄連軋形成的金屬片結構；所述底層為鋼板。
[0022]其中，所述工作層和底層通過軋制過程焊合為一體。
[0023]其中，所述石墨顆粒的預設量和目標粒度與所述軸瓦的工作環境和負載條件相匹配。
[0024]其中，當摩擦副承受的壓力為lbar-5bar時，所述目標粒度設定為顆粒度:0.1mm ；分散度:25n/mm2 ；
[0025]當摩擦副承受的壓力為6bar-10bar時，所述目標粒度設定為顆粒度:0.05mm ;分散度:100n/mm2 ；
[0026]當摩擦副承受的壓力為llbar-15bar時，所述目標粒度設定為顆粒度:0.0lmm ;分散度:100n/mm2 ；
[0027]當摩擦副承受的壓力為16bar-20bar時，所述目標粒度設定為顆粒度:0.005mm ；分散度:10000n/mm2。
[0028]其中，所述金屬溶液為鋁合金熔煉后的金屬溶液，且所述鋁合金的成分按重量百分比計為:硅 0.25 %，銅 I % -5 %，錳 0.01 % -0.03 %，，鎂 0.01 % -0.03 %，鉻
0.15-0.25%，鋅 0.02% -0.05%，鈦 0.05% -0.1%，其余為鋁。
[0029]其中，所述金屬片結構是利用超聲波將添加了所述石墨顆粒的金屬溶液混合均勻后，對所述金屬溶液進行連鑄連軋形成的。
[0030]本發明的有益效果是:
[0031]本發明實施例的預混減磨顆粒式軸瓦的加工方法，在金屬溶液中混合預設量的目標粒度的石墨顆粒，并利用超聲波對該混合了石墨顆粒的金屬溶液進彳丁處理，使得石墨顆粒均勻混合在金屬溶液中，而當對該金屬溶液連鑄連軋后，則形成了金屬片結構，該金屬片結構即為軸瓦的工作層，而軸瓦的底層為一鋼板；當將該鋼板與金屬片結構固定成為一體，并沖壓后，則得到了軸瓦毛坯，對軸瓦毛坯精加工后則可得到軸瓦成品。該預混減磨顆粒式軸瓦的加工方法，通過預混減磨顆粒的方法取代原位生成顆粒方法，避免了原位生成顆粒法帶來的合金元素對基體材料嵌入性、韌性、塑性等性能的削弱作用。
[0032]具體地，一般的金屬溶液為鋁合金溶液，所以當石墨顆粒與金屬溶液均勻混合后，石墨原子與鋁合金溶液中的鈦元素(Ti)反應生成碳化鈦(TiC)顆粒，有助于細化鋁(Al)基體的晶粒，使Al基體具有更高的韌性，在不消弱基體嵌入性的前提下增強了基體的強度。
【附圖說明】
[0033]圖1表示本發明實施例的預混減磨顆粒式軸瓦的加工方法流程示意圖；
[0034]圖2表示鋁中的Ti與部分石墨反應生成的TiC作為細化鋁晶粒核心形貌的電鏡圖片；以及
[0035]圖3表示TiC為核心形成的鋁晶粒的電鏡圖片。
【具體實施方式】
[0036]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例對本發明進行詳細描述。
[0037]實施例一
[0038]本發明實施例的預混減磨顆粒式軸瓦的加工方法，在金屬溶液中混合預設量的目標粒度的石墨顆粒，并利用超聲波對該混合了石墨顆粒的金屬溶液進彳丁處理，使得石墨顆粒均勻混合在金屬溶液中，而當對該金屬溶液連鑄連軋后，則形成了金屬片結構，該金屬片結構即為軸瓦的工作層，而軸瓦的底層為一鋼板；當將該鋼板與金屬片結構固定成為一體，并沖壓后，則得到了軸瓦毛坯，對軸瓦毛坯精加工后則可得到軸瓦成品。
[0039]如圖1所示，為本發明實施例的預混減磨顆粒式軸瓦的加工方法流程示意圖，該方法包括:
[0040]步驟S11、將預設量的目標粒度的石墨顆粒添加到金屬溶液中，并利用超聲波對添加了所述石墨顆粒的金屬溶液進行處理，使石墨顆粒在金屬溶液中混合均勻。
[0041]本發明實施例的預混減磨顆粒式軸瓦的加工方法，將預設量的目標粒度的石墨顆粒添加到金屬溶液中，并利用超聲波將其混合均勻。其中金屬溶液一般為鋁合金熔煉后的溶液，而當將石墨顆粒添加到該金屬溶液中后，石墨原子與鋁合金溶液中的Ti反應生成TiC顆粒，有助于細化Al基體的晶粒，使Al基體具有更高的韌性，在不消弱基體嵌入性的前提下增強了基體的強度。
[0042]可選地，所述石墨顆粒的預設量和目標粒度與所述軸瓦的工作環境和負載條件相匹配。軸瓦的工作環境和負載會有所不同，所以為了使得在特定環境中工作的軸瓦的工作效果更佳，可以通過理論計算優化而確定所需要添加的石墨顆粒的預設量和目標粒度，所以本發明實施例的預混減磨顆粒式軸瓦的加工方法對石墨顆粒的粒度控制性效果良好。
[0043]步驟S13、將混合均勻的所述金屬溶液進行連鑄連軋，形成金屬片結構。
[0044]其中，連鑄連軋將鑄造和軋制兩種工藝結合起來，相比于傳統的先鑄造出鋼坯后經加熱爐加熱再進行軋制的工藝，具有簡化工藝、改善勞動條件、增加金屬收得率、節約能源、提高連鑄坯質量、便于實現機械化和自動化的優點，而本發明實施例的加工方法中，該金屬溶液進行連鑄連軋后形成的金屬片結構作為了成品軸瓦的工作層。
[0045]步驟S17、將鋼板和形成的金屬片結構固定成為一體，并沖壓形成軸瓦毛坯。
[0046]其中，鋼板可為碳鋼或者其他合金結構鋼，而軸瓦毛坯即為具有初步的形狀和尺寸的軸瓦，該軸瓦毛坯與成品軸瓦相比在表面及精確尺寸上還仍需進一步精加工。
[0047]可選地，所述將所述鋼板和形成的金屬片結構固定成為一體的步驟，具體為:將所述鋼板和