[发明专利]一种重载大功率车用发动机高纯铝锡合金轴承材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属材料冶金领域，涉及制造轴承的铝锡合金材料，尤其是一种重载大功率车用发动机高纯铝锡合金轴承材料的制备方法。 

背景技术

滑动轴承是汽车（特别是发动机）中非常重要的摩擦易损件，与发动机曲轴、活塞销、凸轮轴及汽车底盘上的某些轴类零件组成重要的摩擦副，滑动轴承材料的性能在一定程度上影响或决定着汽车和发动机的寿命、可靠性及某些主要经济技术指标。随着汽车工业的发展，以及汽车发动机性能的不断强化和提高，承载能力高、轴承性能好的铝锡合金的应用在日本及欧洲等国家越来越普遍。因此，开发、研究铝锡合金是国际汽车滑动轴承材料领域的发展方向之一，也是目前最有发展前途的滑动轴承材料。 

调查结果显示，国内滑动轴承的主要材料基本上以传统的高锡铝合金(Sn≥20％)为主，国外则主要以中锡铝合金(6％<Sn<20％)为主。中、高锡铝合金承载能力差，磨损失重大，而且金属锡价格昂贵，合金成本高，一般用于中、轻载发动机；而低锡铝合金(Sn≤6％) 承载能力大，磨损失重小，适用于重载大功率发动机，但由于其摩擦系数大，抗咬粘性差，一般需在其表面电镀一层较软的镀层材料才能使用，而电镀是产生环境污染的重要源头。因此在保证低锡铝合金自身优越性能不下降的基础上，如何减小其摩擦系数，提高其抗咬粘性能，成为业内研究的重点。 

通过专利检索，尚未发现与本发明申请相关的公开专利文献。 

发明内容

本发明的目的是提供一种符合重载大功率车用发动机要求的新型低锡铝合金轴承材料的制备方法，该方法是在低锡铝合金的基础上，通过调整合金成分、加入微量元素、减少金属内部有害物质、优化熔炼工艺，制备了一种承载能力高，耐磨性、减摩性、抗咬粘性好，符合重载大功率车用发动机要求的轴承材料。 

本发明的目的是这样实现的： 

一种重载大功率车用发动机高纯铝锡合金轴承材料的制备方法，其特征在于：具体步骤是： 

⑴基础材料元素的质量百分比要求为：Sn：3～5%、Cu：2.5～4.5、Al余量，按以上比例分别称取工业纯金属锡、一级电解铜、特二级重熔用铝锭； 

⑵按以上基础材料元素投料总量的0.5～1.0%质量百分比称取一级氟钛酸钾； 

⑶将步骤(1)、步骤(2)中的工业纯金属锡、一级电解铜、特二级重熔用铝锭、一级氟钛酸钾及浇铸模具放入温度200-300℃的恒温预热干燥炉中干燥2～3h； 

⑷将步骤(3)中的特二级重熔用铝锭放入工业电炉内，设定工业电炉炉温为800℃，铝液温度为740℃。 

⑸通电升温 2h～3h，待炉内的特二级重熔用铝锭全部熔化，调整温度至715～730℃，然后小心加入步骤(3)中的工业纯金属锡、一级电解铜，继续通电升温至700-730℃保温。 

⑹保温15-20min后，充分搅拌，取样检测合金成分； 

⑺成分合格后，调整铝合金熔体温度在710～730℃范围内，将步骤(3)中完全干燥的一级氟钛酸钾加入到铝合金熔体内，静止保温15-20分钟后进行充分搅拌并捞出浮渣； 

⑻调整铝合金熔液温度在690℃～710℃范围内，将步骤(3)中预热的浇铸模具取出，当模具温度下降到150℃以下时，进行浇铸。 

而且，所述步骤⑺中一级氟钛酸钾的加入方式为：首先将一级氟钛酸钾的一半撒入铝合金熔体内进行充分搅拌，将剩余的一半一级氟钛酸钾放入自动喷粉机中，以惰性气体氩气为载体将一级氟钛酸钾均匀的喷入铝合金熔体内，氩气喷入的时间控制在10～15min。 

本发明的优点和有益效果为： 

1、 本发明所制备的铝锡合金轴承材料采用杂质含量相对较低的特二级电解铝、一级电解铜、工业纯锡锭以及杂质总和不大于0.1%的氟钛酸钾，氟钛酸钾的加入有两重作用：a、加入合金细化剂元素；b、氟盐又是铝合金熔体很好的精炼剂；所制备的轴承材料制作的轴承具有耐磨性、减摩性好、机械性能高、抗咬合性能好等特点，可以直接用于重载大功率车用发动机。 

2、本发明所制备的材料制作的轴承可直接使用，不必再在其表面电镀镀层材料，有利于节能环保。