[发明专利]一种锡青铜衬套及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锡青铜衬套，它主要由以下重量百分比的原料制成：Sn12~20%，Pb 1~3%，Ni0.5~1%，Si0.2~0.5%，Cu余量。具体铸造步骤包括：铜合金熔炼、脱氧处理、铸模预热、铸件浇注、铸件冷却、去除浇冒口，即获得高铅青铜铜套为主要特征。本发明具有工艺合理、生产成本低，而且产出的铜套质量好等优点。

技术领域

本发明属于青铜衬套铸造技术领域，具体涉及一种锡青铜衬套及其制备方法。

背景技术

现有的铅青铜在国标GB/T1176-1987中有10-10铅青铜、15-8铅青铜、7-4-4铅青铜、20-5铅青铜以及30铅青铜。其中，20-5铅青铜和30铅青铜均属于高铅青铜。在高负荷高转速的大型破碎设备中普遍采用的是高铅青铜铜套，那是因为高铅青铜的摩擦系数小，耐磨性很好；疲劳寿命高，而且在冲击下不易开裂，主要用其做承受高压、高转速并受冲击的重要轴套；这类铜套材质通常采用20-5铅青铜，或者30铅青铜这类高铅青铜。由于30铅青铜的力学性能很低，不能单独作为单体轴承，只能镶铸在钢套内壁上，制成双金属轴承。

已有技术中采用普通的砂型铸造，由于冷却速度缓慢，凝固时间长，使得生产出的高铅青铜铜套偏析严重。

采用离心浇铸的方法生产高铅青铜铜套，在离心机离心力的作用下，由于铅和铜比重相差很大，加大了比重偏析。而采用金属型铸造是常用的一种工艺方法，它能够获得组织致密、表面光洁以及内在质量好的优质铸件，被广泛应用于铜合金的铸造生产。但是，采用普通的金属型方法生产高铅青铜，也有一定的局限。尤其对于壁厚相对较厚，产品相对较大的铸件，普通金属型对于防止偏析的效果就会有限，为了加速冷却，减少偏析，就不能完全依赖金属模具的吸热能力。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种锡青铜衬套及其制备方法，该工艺设计合理、生产成本低，而且产出的铜套质量好。

本发明的目的是以下述方式实现的：

本发明提供了一种锡青铜衬套，它主要由以下重量百分比的原料制成：Sn8~10%，Pb 1~3%，Ni0.5~1%，Zn1~3%，Si0.2~0.5%，Cu余量。

根据上述的锡青铜衬套，它主要由以下重量百分比的原料制成：Sn8~9%，Pb 2~3%，Ni0.6~0.8%，Zn1~2%，Si0.3~0.4%，Cu余量。

根据上述的锡青铜衬套，它主要由以下重量百分比的原料制成：Sn9~10%，Pb 2~2.5%，Ni0.6~0.7%，Zn2~3%，Si0.2~0.4%，Cu余量。

根据上述的锡青铜衬套，它主要由以下重量百分比的原料制成：Sn9%，Pb 2.5%，Ni0.6%，Zn2%，Si0.3%，Cu余量。

根据上述的锡青铜衬套的制备方法，它包括以下步骤：

步骤a、铜合金熔炼；所述铜合金熔炼是将Sn、Pb、Mn、Si、Zn和Cu按工艺配比称重放入熔炉内进行加热，使得所述炉料熔融成铜合金液体；

步骤b、脱氧处理；所述脱氧处理是在步骤a得到的熔融铜合金液体内加入熔融铜合金液体总重量的 0.07～0.09%的磷铜，并通过注入氮气进行均匀搅拌，实施脱氧处理；

步骤c、铸模预热；所述铸模预热是将铸造外模和金属型芯铸造内模进行预热，待铸造外模和铸造内模预热后，将闭合固定的铸造外模和铸造内模配装后设在尚未灌注冷却水的水冷却装置的内腔内；其中，所述预热温度控制在200～300℃范围内；

步骤 d、铸件浇注；所述铸件浇注是将经步骤b得到的熔融铜合金液体缓慢浇入经步骤c预热后的铸造外模与铸造内模所构成的型腔内，待到熔融铜合金液体在铸件本体型腔上升阶段时，加快浇注速度直到熔融铜合金液体液面上升到铸件补缩冒口型腔的最高端；