[发明专利]一种生产铝青铜-钢双金属轴承材料的新工艺

说明书

技术领域

本发明公开了一种生产铝青铜-钢双金属轴承材料的新工艺。

背景技术

铝青铜是指在二元铝青铜合金中加入铁、锰、镍等元素而组成的多元复杂铝青铜。铝青铜所具有的这如抗疲劳强度高、耐蚀耐磨性能好、高温工作稳定性能，是一种制造高载荷、高转速发动机轴承的理想材料。铝青铜已被广泛用于军事和民用工业。早期铝青铜采用整体浇铸制作轴承、轴套、磨擦块等零件，不仅消耗大量的有色金属，而且是单件生产，效率很低。后来，由于双金属材料的发展，出现了把铝青铜浇铸在钢背上制作双金属轴承的工艺，有色金属用量大大减少了。但仍然没有摆脱单件生产的限制，成品率不高，生产效率低，无法实现大规模工业化生产，使得这种很有前途的轴承材料的应用受到了限制。

为了克服上述问题，本发明设计一种生产铝青铜-钢双金属轴承材料的新工艺，对双金属轴承材料化学组分进行优化设计，用固相复合的方法生产铝青铜-钢双金属材料，利用紫铜皮作为中间过渡层来提高粘结强度。该工艺具有很多的优越性，如可连续高效率批量生产、产品成品率高、尺寸精度高、合金加工余量少、生产成本低，有着广阔的市场前景。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，发明一种生产铝青铜-钢双金属轴承材料的新工艺。其技术方案是一种生产铝青铜-钢双金属轴承材料的新工艺，其特征是：新型铝青铜的化学组成成分：Al 7.4%+Fe 3%+ Mn 0.2%+ Ni 0.5%，Cu为余量。采用固相复合的方法生产铝青铜-钢双金属材料，利用紫铜皮作为中间过渡层来提高粘结强度。

熔炼工艺的优化，选择了石墨粉+硼砂作为覆盖剂，冰晶石+碳酸钠作为精炼剂，Ti-B 系列作为变质剂，使用后净化溶液、细化晶粒的效果显著。同时采用水冷模浇注，严格控制合金的过冷度、冷却强度。这些措施最大限度地挖掘了合金塑性，同时也提高了合金的质量。

主要工序：首先是熔炼铝青铜，通过控制铝的含量，按比例加入Fe、Ni、Mn 等元素，来得到所需的成分与相关性能，即新型铝青铜。其次是轧制与热处理，再次是进行铝青铜与紫铜皮复合轧制，这是本工艺的关键工序之一。然后进行退火，退火后进行精轧，进一步提高紫铜皮与合金的结合牢度。随后将钢板与铝青铜-紫铜合金板进行复轧制，粘结强度Rch大于120N/mm²，得到符合要求的总厚度及合金层厚度。最后进行退火，使钢板与合金层粘结牢固。

本发明的特点是：铝青铜-钢双金属轴承材料工艺具有很多的优越性，如可连续高效率批量生产、产品成品率高、尺寸精度高、合金加工余量少、生产成本低；综合力学性能、耐磨耐蚀性、承载能力和抗疲劳强度高，是一种上等的轴承材料。合金中避开了昂贵的锡和有毒的铅，这与国家节约稀有资源、保护环境的政策是一致的。随着内燃机不断向高转速、高增压比方向发展，可以预言，新工艺将使铝青铜-钢双金属轴承材料走向工业化，成为今后用于高载荷、高转速发动机的主流轴承材料之一，有着广阔的市场前景。

具体实施方式

一种生产铝青铜-钢双金属轴承材料的新工艺。其技术方案是一种生产铝青铜-钢双金属轴承材料的新工艺，其特征是：新型铝青铜的化学组成成分：Al 7.4%+Fe 3%+ Mn 0.2%+ Ni 0.5%，Cu为余量。采用固相复合的方法生产铝青铜-钢双金属材料，利用紫铜皮作为中间过渡层来提高粘结强

       熔炼工艺的优化，选择了石墨粉+硼砂作为覆盖剂，冰晶石+碳酸钠作为精炼剂，Ti-B 系列作为变质剂，使用后净化溶液、细化晶粒的效果显著。同时采用水冷模浇注，严格控制合金的过冷度、冷却强度。这些措施最大限度地挖掘了合金塑性，同时也提高了合金的质量。

主要工序：首先是熔炼铝青铜，通过控制铝的含量，按比例加入Fe、Ni、Mn 等元素，来得到所需的成分与相关性能，即新型铝青铜。其次是轧制与热处理，再次是进行铝青铜与紫铜皮复合轧制，这是本工艺的关键工序之一。然后进行退火，退火后进行精轧，进一步提高紫铜皮与合金的结合牢度。随后将钢板与铝青铜-紫铜合金板进行复轧制，粘结强度Rch大于120N/mm²，得到符合要求的总厚度及合金层厚度。最后进行退火，使钢板与合金层粘结牢固。