[发明专利]一种耐磨合金/钢双金属轴瓦材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐磨合金／钢双金属轴瓦材料及其制备方法，属于金属复合材料领域。 

背景技术

利用轴和轴承用滑动运动而承受载荷的轴承叫滑动轴承，轴被支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦。轴瓦一般由耐磨材料(通常为铝、铜合金)整体制造而成，其工作表面被润滑油分丌，而不与轴承发生直接接触，可以大大减小摩擦损失和表面磨损。但是单一材质轴瓦存在以下缺点：(1)耐磨材料一般较软，使得单一材质轴瓦的整体强度不高，圆周性不好；(2)耐磨材料含有大量贵金属，单一材质轴瓦的贵金属用料较多，价格昂贵。因此开发一种外层为钢、内层为耐磨合金的双金属轴瓦，可以节约贵重金属材料和提高轴瓦整体刚性，从而提高其整体性能和经济性。 

现有制造双金属轴承的方法是烧结、轧制和浇注，但是这些方法存在如下问题：(1)结合强度不高，采用浇注、轧制和粉末烧结时，合金材料和轴瓦背部材料之间结合强度不高，双金属轴瓦易出现丌裂分层。(2)材料浪费严重。采用粉末烧结、熔态耐磨金属浇注的方法制作双金属轴瓦，容易生产金属间化合物，降低界面结合强度，而且材料利用率不高。上述问题，限制了双金属轴承的推广应用。 

发明内容

发明目的：本发明提供一种全新的耐磨合金／钢双金属轴瓦材料及其制备方法，其结合强度比烧结法和浇注法都高，并且生产率高，便于大批量生产。 

技术方案： 

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 

(1)该双金属轴承材料由两层金属材料组成：结构层和耐磨层。结构层选用普通低碳钢或不锈钢，其强度高，形体保持性好，经轴向挤压不变形，可以使双金属轴瓦与轴承座易于装配。耐磨层选用铝或铜合金，具有良好的自润滑性能。 

(2)用砂轮和抛光机将结构层的上表面和耐磨层的下表面抛光打磨至表面粗糙度Ra<6nm。 

(3)将结构层放置于地基上，上放间隙物将耐磨层支撑起来，并在耐磨层上布放炸药，上插雷管，点燃雷管，引爆炸药产生爆轰波，推动耐磨层撞击结构层，使得铝基合金和结构层牢固结合为双金属板。 

(4)为了消除爆炸焊接时爆轰波对金属板冲击留下的应力，根据耐磨层材料的退火温度优选适当的退火温度，将该双金属板放入热处理炉中进行退火。 

(5)将该双金属板轧平、酸洗和抛光。 

(6)将双金属板修边、校形，即可制得双金属轴瓦材料。 

本发明有益效果：本发明最大的特点是采用“爆炸焊接”为双金属轴瓦结构层和耐磨层的连接方法，解决了旧有双金属轴瓦材料存在的层间结合强度低的问题，大大提高了双金属轴瓦的稳定性和承载能力，且其制造过程中材料基本没有浪费。 

附图说明

图1是轴瓦材料结构示意图。 

图2是爆炸焊接装置示意图。 

具体实施方式

实施例1： 

耐磨层的材料为AlZn20Cu铝基材料，厚度为2mm，结构层的材料为316L不锈钢，厚度为4mm，装药量为30mm，间隙为4mm。 

用砂轮和抛光机将结构层的上表面和耐磨层的下表面抛光打磨至表面粗糙度Ra<6nm。 

将结构层放置于地基上，上放间隙物将耐磨层支撑起来，并在耐磨层上布放炸药，上插雷管，点燃雷管，引爆炸药产生爆轰波，推动耐磨层撞击结构层，使得铝基合金和结构层牢固结合为双金属板。 

为了消除爆炸焊接时爆轰波对金属板冲击留下的应力，将该双金属板放入热处理炉中进行退火，退火温度为600～650℃，优选为610℃。 

将该双金属板轧平、酸洗和抛光。 

将双金属板修边、校形，即可制得双金属轴瓦材料。 

经检验，双金属轴瓦材料的焊合率为100％，该双金属轴承材料的剪切强度达到了196MPa，其强度是烧结和浇注双金属轴承材料的3倍以上。 

实施例2： 

耐磨层的材料为QA15号铝青铜材料，厚度为2mm，结构层的材料为Q345碳钢，厚度为4mm，装药量为30mm，间隙为4mm。 

用砂轮和抛光机将结构层的上表面和耐磨层的下表面抛光打磨至表面粗糙度Ra<6nm。 

将结构层放置于地基上，上放间隙物将耐磨层支撑起来，并在耐磨层上布放炸药，上插雷管，点燃雷管，引爆炸药产生爆轰波，推动耐磨层撞击结构层，使得铝基合金和结构层结合为双金属板。 

为了消除爆炸焊接时爆轰波对金属板冲击留下的应力，将该双金属板放入热处理炉中进行退火，退火温度为300～360℃，优选为330℃。