[发明专利]一种铜基合金轴瓦耐磨层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种堆焊方法，尤其是轴瓦堆焊巴氏合金的方法。

背景技术

轴瓦是滑动轴承中重要的零部件，它可以支撑轴和轴上零件，保证轴的旋转精度，并减少轴与支撑零件之间的摩擦。现代大型高速电机多采用铜基合金轴瓦，铜基合金具有比钢更高的导热率，可以较快的散去由于滑动摩擦引起的热量。此外，铜基合金的硬度低于钢材质，即使轴瓦被研损严重，铜基合金基体也不会损坏轴承，起到一定的保护作用。

轴瓦的滑动面多采用顺应性、抗咬合性、耐蚀性、嵌藏性较好的巴氏合金。传统的做法是采用离心浇铸的方式使巴氏合金附着于轴瓦表面。这种方法获得的耐磨层结合强度低，而且会不可避免的产生成分偏析、气泡、龟裂等缺陷，降低了耐磨层的性能。有文献报道浇铸法轴瓦的最短寿命仅为45分钟，最长不超过2年。电弧喷涂方式制备的耐磨涂层薄，机械结合不牢固，电弧堆焊或火焰堆焊方式的热输入大且有飞溅。为提高机电设备运行的整体可靠性，亟需一种新的轴瓦制备工艺。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有轴瓦涂层结合强度低、涂层性能差、使用寿命短的问题，提供一种铜基合金轴瓦耐磨层的制备方法。

本发明的一种铜基合金轴瓦耐磨层的制备方法，通过以下步骤实现的：

一、将铜合金轴瓦用细砂纸打磨至出现金属光泽；

二、然后用丙酮超声清洗5～10min；

三、在步骤二清洗后的轴瓦表面进行搪锡处理，将锡水挂于轴瓦表面；

四、在氩气保护条件下使用CMT焊机在轴瓦表面堆焊巴氏合金，控制巴氏合金焊丝直径为1.0～2.0mm，焊接电流为40～70A，焊接电压为10～15V，送丝速度为2.0～5.0m/min，焊接速度为10～15mm/s，氩气流量为10～20L/min，巴氏合金焊层厚度为2～20mm；

五、采用车削或刮削的工艺调整轴瓦的尺寸和平整度，即完成铜基合金轴瓦耐磨层的制备。

本发明的有益效果：

本发明提出一种冷金属过渡法（Cold Metal Transfer，简称CMT）来制备轴瓦表面巴氏合金耐磨涂层，该方法获得的涂层可以实现与铜基轴瓦基体牢固的冶金结合，涂层致密，组织均匀，能够适应大型设备频繁起停带来的过临界振动，而且CMT技术较低的热输入使得铜基材质不易变形，保证了尺寸稳定性，适用于现代电机精密轴瓦的制备。

本发明方法包括轴瓦表面前处理、搪锡、冷金属过渡法堆焊巴氏合金、车削处理等过程，提高了耐磨涂层与铜基轴瓦基体的结合强度，优化了涂层组织，延长了使用寿命，提高了轴瓦加工精度。

本发明针对现有技术方法存在的不足，提出CMT法堆焊制备巴氏合金轴瓦耐磨层，该方法与普通浇铸方式相比获得的涂层组织更加均匀致密，避免了成分偏析，连接平均强度达70MPa；该方法与电弧喷涂方式相比可以获得更厚的耐磨涂层，而且熔滴与轴瓦基体为冶金结合，比电弧喷涂层的机械结合更加牢固；该方法与普通电弧堆焊或火焰堆焊相比热输入更小且无飞溅，有利于减小涂层应力和保证轴瓦尺寸稳定性。该方法同样可以应用于损坏轴瓦的维修补救，焊接质量易于控制。

附图说明

图1是轴瓦截面的示意图，其中1为铜基合金轴瓦，2为搪锡层，3为巴氏合金CMT堆焊层；

图2是实施例二中的铜表面堆焊巴氏合金接头的横切面图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式铜基合金轴瓦耐磨层的制备方法，按以下步骤进行：

一、将铜合金轴瓦用细砂纸打磨至出现金属光泽；

二、然后用丙酮超声清洗5～10min；

三、在步骤二清洗后的轴瓦表面进行搪锡处理，将锡水挂于轴瓦表面；

四、在氩气保护条件下使用CMT焊机在轴瓦表面堆焊巴氏合金，控制巴氏合金焊丝直径为1.0～2.0mm，焊接电流为40～70A，焊接电压为10～15V，送丝速度为2.0～5.0m/min，焊接速度为10～15mm/s，氩气流量为10～20L/min，巴氏合金焊层厚度为2～20mm；

五、采用车削或刮削的工艺调整轴瓦的尺寸和平整度，即完成铜基合金轴瓦耐磨层的制备。

本实施方式的有益效果：