[发明专利]一种铝锡镍铜基轴承合金及其制备方法

说明书

本发明属于合金制备技术，涉及一种高塑性、高韧性与中硬度自润滑的铝锡镍铜基轴承合金及其制备方法。本发明合金各组分的重量百分比为：锡，5.5％～6.5％；镍，0.8％～1.2％；铜，1.0％～2.4％；铁，0.2％～0.5％；镁，0.3％～0.5％；硅，0.4％～1.0％；锰，0.3％～0.7％；钛，0.15％～0.3％；余量为铝。本发明的制备步骤如下：备料；熔化纯铝铸锭；成分调整；搅拌；浇注；开箱。本发明提出了一种铝锡镍铜基轴承合金及其制备方法，大幅度降低了轴承合金的成本，提高了塑性和韧性，并具有中硬度自润滑性能。

技术领域

本发明属于合金制备技术，涉及一种高塑性、高韧性与中硬度自润滑的铝锡镍铜基轴承合金及其制备方法。

背景技术

轴承合金材料是用来制造轴瓦、轴套等零件的材料，主要用于支撑轴或轴上的回转构件使其正常工作和转动，是国防军工行业中的重要构件。随着现代轨道交通行业机组向高速、大型化方向发展，对轴承合金的承载能力、润滑性能与可靠性等提出了更高的要求，传统的巴氏合金轴承合金高温承载能力较差，随着摩擦磨损服役环境温度升高，易出现严重的黏着磨损引发烧瓦。

铅基或锡基轴承合金的承载能力与疲劳性能较佳，但其表面顺应性、嵌藏性与润滑性能较差，易损伤轴承，使用时须在表面增设铅锡二元或三元合金镀层，制造成本随之上升。铝基轴承合金是近年发展起来的一种优良减摩材料，具有质轻、比强度高、抗疲劳性能好、导热性好及优异的耐蚀性能、耐摩擦磨损性能，在轨道交通行业、航空航天、机械制造等领域应用十分广泛。铝基轴承合金主要包括铝锡系、铝铅系、铝硅系与铝锌系，综合材料结构减重、制造成本与合金性能考虑，铝锡系轴承合金的应用最为广泛。

近年来，随着国内轨道交通运输行业的快速发展，高功率、高燃烧效率燃油机车的需求日益增多，燃油机车的核心部件齿轮箱主要用于转轴的传动，在齿轮高速旋转过程中需要润滑油进行传热与润滑，齿轮箱油路润滑密封所选合金需要同时具备一定的自润滑能力且具有较高的导热系数，综上，目前需要一种不仅成本较低，而且适应中高温度的工作环境同时材料具备高塑性、高韧性和中硬度自润滑的轴承合金。

发明内容

本发明的目的是：提出一种铝锡镍铜基轴承合金及其制备方法，以便降低轴承合金的成本，提高塑性和韧性，并具有中硬度自润滑性能。

本发明的技术方案是：一种铝锡镍铜基轴承合金，其特征在于，该合金由如下重量百分比的组分组成：锡，5.5％～6.5wt％；镍，0.8％～1.2wt％；铜，1.0％～2.4wt％；铁，0.2％～0.5wt％；镁，0.3％～0.5wt％；硅，0.4％～1.0wt％；锰，0.3％～0.7wt％；钛，0.15％～0.3wt％；余量为铝。

如上面所述的铝锡镍铜基轴承合金的制备方法，其特征在于，制备的步骤如下：

1、备料：按照合金中各成分的质量百分数称取各种原料，然后将原料放入烘箱内在200℃～280℃的温度下烘烤至少60min；原料为：99.99％的工业纯铝；纯锡铸锭，工业纯铝与纯锡铸锭的质量比为1：(6.02％～7.48％)；纯镁铸锭，工业纯铝与纯镁铸锭的质量比为1：(0.33％～0.58％)；纯铜铸锭，工业纯铝与纯铜铸锭的质量比为1：(1.09％～2.76％)；Al-10Ni中间合金，工业纯铝与Al-10Ni中间合金的质量比为1：(0.92％～1.45％)；Al-4Fe中间合金，工业纯铝与Al-4Fe中间合金的质量比为1：(0.25％～0.64％)；Al-12Si中间合金，工业纯铝与Al-12Si中间合金的质量比为1：(0.47％～1.24％)；Al-4Mn中间合金，工业纯铝与Al-4Mn中间合金的质量比为1：(0.37％～0.90％)；Al-5Ti中间合金，工业纯铝与Al-5Ti中间合金的质量比为1：(0.18％～0.38％)；

2、熔化纯铝铸锭：将纯铝铸锭放入300Kg～800Kg电阻熔化炉内，升温加热到780℃～810℃，保温45min～65min；