[发明专利]一种无铅滑动轴瓦及生产工艺

说明书

本发明涉及一种无铅滑动轴瓦，包括：基体金属层以及位于该基体金属层上的复合材料层，所述复合材料层包括重量百分比的碳纤维：0.05～10％，聚四氟乙烯：0.05～15％，石墨：0.05～10％，二硫化钼：0.05～10％，碳化硅：0.05～5％，以及余量的高分子基体聚酰亚胺或者聚醚醚酮。上述复合材料层通过机械毛化基体金属层、预热基体金属层、喷涂复合材料层、热强化的步骤形成，具有与基体金属层的结合强度高，抗冲击、抗剪切性能强，不易脱落，厚度增加，使用寿命长的优点。

技术领域

本发明涉及一种具有复合材料层的无铅滑动轴瓦，以及该轴瓦的生产工艺。

背景技术

目前，工程机械底盘部件及关节部位使用的滑动轴瓦主要有如下几种产品：

1)常规的青铜铸造：材质为重量百分比的铅：1～15％，锡：2～15％，锌：0～15％，其余为Cu。

2)采用双金属材质，由于生产工艺不同又分为离心铸造双金属工艺及粉末烧结板材烧结工艺，该铜合金材质为重量百分比的铅：1～15％，锡：2～15％，锌：0～15％，其余为Cu。

3)采用三层复合材质：表层为聚四氟乙烯，其余与双金属的粉末烧结板材工艺基本一致，其铜合金材质为重量百分比的铅：1～15％，锡：2～15％，锌：0～15％，其余为Cu。

上述滑动轴瓦的铜合金中均含有重金属铅，对于生产制造过程中的人员及产品在使用过程中环境都有重大的健康风险，因此需要一种无铅的滑动轴瓦来减少该类风险，其中日本有公司通过添加铋元素来替代铅，但是铋也是一种有害重金属元素，尽管目前法规没有明确限制，但是随着要求的提高，会逐步强化对该类元素的使用限制。另外国内也有采用含镍基铜合金粉末来替代铅，由于工艺问题及使用性能与目前常规含铅产品有一定的差距。

于是，本领域的技术人员希望通过对表层复合材料涂层的进行优化，从而改善无铅滑动轴瓦的减摩效果。例如公开号为CN103216530的发明专利“一种轴瓦”即公开了一种具有良好的耐磨性和抗疲劳强度的涂层成分以及涂覆方法。然而，现有技术中对滑动轴瓦的研究大多适用于轻载高速的领域，这些产品对于重载低速的工程机械领域是不适用的。主要原因是其承载能力、耐磨能力均不理想。例如，CN103216530中公开的产品，采用丙烯酸树脂及环氧树脂作为化学粘接剂，以化学粘接的方式来使涂层附着在基体材料上，其涂层厚度非常薄，使用寿命有限。如果单纯地增加涂层厚度，其脆性会增加，抗冲击、抗剪切性能降低，容易脱落。因此，有必要对重载低速领域的无铅滑动轴瓦进行进一步研究。

发明内容

本发明的目的是对重载低速领域的无铅滑动轴瓦进行改良，解决其抗冲击、抗剪切性能差，容易脱落的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种无铅滑动轴瓦，包括：基体金属层以及位于该基体金属层上的复合材料层，所述复合材料层包括重量百分比的碳纤维：0.05～10％，聚四氟乙烯：0.05～15％，石墨：0.05～10％，二硫化钼：0.05～10％，碳化硅：0.05～5％，以及余量的高分子基体聚酰亚胺或者聚醚醚酮。

进一步的，所述复合材料层的厚度为0.005～0.4mm。

进一步的，所述基体金属层包括金属基板与铜层。

进一步的，所述金属基板包括重量百分比的碳：0.05～0.8％，硅：0.05～0.8％，锰：0.05～1.0％，铬：0～1.0％，钼：0～1.5％，镍：0～1.0％，以及余量的铁。

进一步的，所述铜层包括重量百分比的锡：0.05～12％，锌：0.05～12％，铝：0.05～8％，锰：0.05～3％，铁：0.05～3％，以及余量的铜。

本发明还提出一种如上所述的无铅滑动轴瓦的生产工艺，包括以下步骤：S1，制备基体金属层，机械毛化基体金属层内表面；S2，预热基体金属层；S3，喷涂复合材料层；S4，热强化。