[发明专利]钢-铜复合套件

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢-铜复合套件，属于机械配件制造领域。

背景技术

铜套件一直受到使用者的青睐，其不但能够使得转轴与轴承、机架等配合更加紧凑，同时能够很好的保护转轴，提高转轴的使用寿命。但金属铜的价格较高，而且是日益匮乏的重要战略资源，也是储量较少的稀缺重金属。在大型机械、船舶中广泛使用的大量耐磨套件大多由铜合金制造，出于节省贵重资源、降低产品成本的考虑，钢-铜复合套件是一种以钢代铜的途径。目前国内钢铜复合结构的制造工艺主要有三类。一是加工装配法，即先分别制造钢环和铜环，然后分别进行机械切削加工，再将铜环热装或挤压进入钢环内部；这种方法对加工精度要求高，且大件的热装难以实现。二是在钢环内部附加铜，即将制造好的钢环内部采用离心铸造、烧结、堆焊等方法，使铜附着在钢环内部形成一定厚度的铜环。上述两种方法工序复杂，生产成本高，而且由于钢和铜没有实现界面相熔合，两种材料交界处总是存在或多或少的间隙，在经过长时间使用后，两种材料的结合面容易出现腐蚀、松动等问题，造成设备精度下降、噪音增大、设备使用寿命降低。三是将钢和铜经过热轧做成双金属热轧板材，高温下钢铜界面有一定的原子扩散，界面结合比前述套件好，但是最后需要焊接成为套件，且难以制作厚大双金属套件，焊接工艺复杂且难以保证焊缝质量。正是因为上述问题的存在，钢-铜复合套件的应用较少。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、成本低廉、能够满足使用要求的钢-铜复合套件。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种钢-铜复合套件，包括铜合金内套和钢质外套，在所述铜合金内套和钢质外套之间置有钢铜共熔层。

所述的钢-铜复合套件，所述钢铜共熔层其内层与铜合金内套一体，其外层与钢质外套一体。

所述的钢-铜复合套件，所述的钢铜共熔层其材料组成由外向内过渡变化，由最外层的100％钢过渡到最内层的100％铜合金。

所述的钢-铜复合套件，所述的铜合金为铝青铜或锰黄铜，也可以选用其他铜合金。

本发明钢-铜复合套件的优点是：在铜合金内套和钢质外套的界面形成一个界面结合强度高、结构稳定的共熔层，细化了界面中钢的粗大树枝晶，能够延长工件使用寿命。钢-铜复合套件与纯铜套件相比，即满足了耐磨及各种性能上的要求，又节约了铜原料，降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明。

图1是本发明钢-铜复合套件的结构示意图；

图2是本发明实施例1的钢铜共熔层的扫描电子显微镜照片。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种钢-铜复合套件，包括一锰黄铜内套1和钢质外套2，在锰黄铜内套1和钢质外套2之间为钢铜共熔层3，钢铜共熔层3的内层与锰黄铜内套1一体，其外层与钢质外套2一体。所述共熔层3经离心工艺形成，如图2所示，共熔层3中钢的粗大枝晶被细化，其材料组成由外向内过渡变化，由最外层的100％钢过渡到最内层的100％铝青铜，中间材料为由外向内由钢多铜少过渡至钢少铜多，其锰黄铜与钢组织熔合良好，致密无缩松，大大提高了产品的结构稳定性，共熔层3结构一次性形成，而且共熔层3的厚度可以根据具体的钢-铜复合套件的使用环境及应力要求进行适当调整，制造时厚度可控，使用范围广泛。

实施例2

如图1所示，一种钢-铜复合套件，包括一铝青铜内套1和钢质外套2，在铝青铜内套1和钢质外套2之间为钢铜共熔层3，钢铜共熔层3的内层与铝青铜内套1一体，其外层与钢质外套2一体。所述共熔层3经离心工艺形成，共熔层3中钢的粗大枝晶被细化，其材料成分由外向内均匀变化，由最外层的100％钢过渡到最内层的100％铝青铜，中间材料为由外向内由钢多铜少过渡至钢少铜多，其铜合金与钢组织熔合良好，致密无缩松，大大提高了产品的结构稳定性，共熔层3结构一次性形成，而且共熔层3的厚度可以根据具体的钢-铜复合套件的使用环境及应力要求进行适当调整，制造时厚度可控，使用范围广泛。