[发明专利]滑动轴承铜基合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及滑动轴承材料，具体涉及内燃机用的一种滑动轴承铜基合金材料。

背景技术

内燃机滑动轴承主要包括轴瓦、衬套、翻边瓦及止推片。滑动轴承的主要作用有：1、支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度；2、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损。对于高速、重载、高精度、结构上需要剖分的场合，需采用滑动轴承，如汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机等。因此滑动轴承是内燃机滑动轴承中的重要零件，作为发动机最关键的零件之一，滑动轴承材料性能的好坏直接影响着发动机的性能。随着内燃机向高载、环保方向发展，对轴瓦性能的要求不断提高，要求滑动轴承材料不仅有高的承载能力和抗疲劳强度，同时具有良好的环保性能，目前还没有一种能满足上述要求的滑动轴承材料。此外，传统的铜基合金材料是一种铜铅双金属钢带（如CuPb20Sn4、CuPb24Sn等），其在高承载内燃机上得到了广泛的应用。问题是该材料中含有铅，且铅的含量比较高，对环境破坏较大，不符合社会发展需要，目前社会迫切需要一种能替代传统铜基合金材料的环保型滑动轴承铜基合金材料。

发明内容

本发明的任务是提供一种具有高承载能力，且环保的新型滑动轴承铜基合金材料。

本发明的技术方案是：

一种滑动轴承铜基合金材料，其特征在于：所述滑动轴承铜基合金材料由铜锡铋锌合金构成，铜锡铋锌合金中各元素的重量百分含量是：锡9~11%，铋6~9%，锌2.5~3.5%，余量为铜。

具体的方案包括：

所述铜锡铋锌合金中各元素的重量百分含量是：锡9%，铋6%，锌3.5%，余量为铜。

所述铜锡铋锌合金中各元素的重量百分含量是：锡11%，铋8%，锌2.5%，余量为铜。

所述铜锡铋锌合金中各元素的重量百分含量是：锡10%，铋7.5%，锌3%，余量为铜。

所述铜锡铋锌合金中各元素的重量百分含量是：锡9.5%，铋9%，锌3.2%，余量为铜。

所述铜锡铋锌合金为粉末烧结体。

与现有技术对比，现有的轴瓦的基底层一般为铜铅锡（CuPbSn）合金，铅的含量高达20%以上，对环境污染严重。本发明滑动轴承铜基合金材料是一种锡铋锌合金。在锡铋锌合金中的锡具有良好的耐腐蚀性能，由于不含铅，完全防止了对环境的污染，符合环保要求；铋具有良好的自润滑性能；锌可溶于基体，能提高合金的疲劳强度和抗咬合性，还可提高对润滑油的亲油性。

用“英国格雷西尔蓝宝石疲劳试验台”对本发明滑动轴承铜基合金材料进行抗疲劳强度测试显示：本发明材料的抗疲劳强度达到150MPa，符合内燃机要求。采用“盐雾试验箱”对本发明滑动轴承铜基合金材料的耐腐蚀性进行测试，结果表明，本发明材料的耐腐蚀性较传统的CuPb24Sn材料的耐腐蚀性好。250℃高温测试表明，用本发明材料制作的滑动轴承，高温不变形，稳定性能较好。本发明滑动轴承铜基合金材料采用粉末烧结加工工艺制成，是一种粉末烧结体，好处是（包括且不限于）无需对原有设备进行大规模的改造，节约制造成本，易于推广。

附图说明

图1为本发明滑动轴承铜基合金材料用作滑动轴承轴瓦时的剖切结构示意图。

具体实施方式

本发明滑动轴承铜基合金材料由铜锡铋锌合金构成，为一种烧结体，采用粉末烧结的方式加工而成。

铜锡铋锌合金中各元素的重量百分含量的总范围是：锡9~11%，铋6~9%，锌2.5~3.5%，余量为铜。具体优选的含量参见如下实施例。

实施例一

铜锡铋锌合金中各元素的重量百分含量是：锡9%，铋6%，锌3.5%，余量为铜。

实施例二

铜锡铋锌合金中各元素的重量百分含量是：锡11%，铋8%，锌2.5%，余量为铜。

实施例三

铜锡铋锌合金中各元素的重量百分含量是：锡10%，铋7.5%，锌3%，余量为铜。

实施例四

铜锡铋锌合金中各元素的重量百分含量是：锡9.5%，铋9%，锌3.2%，余量为铜。

如图1所示，滑动轴承铜基合金材料2设置在轴瓦之钢背1（一般是优质低碳钢）上的，用粉末烧结而成。

本发明用于轴瓦材料时与现有技术比较例的性能对比如下表所示：

上表中是采用“英国格雷西尔蓝宝石疲劳试验台”测试铜合金材料的抗疲劳强度的。所述材料的抗疲劳强度达到150MPa时，未发生疲劳，符合内燃机要求。

上表中采用“盐雾试验箱”测试材料的耐腐蚀性，本发明的CuSn10Bi7.5Zn材料的耐腐蚀性较比较例CuPb24Sn材料的耐腐蚀性好。