[发明专利]一种钢基轴瓦表面浸渍钎涂及扩散强化方法

说明书

一种钢基轴瓦表面浸渍钎涂及扩散强化方法，该控制方法通过采用锡基浸渍合金对钢基轴瓦表面进行浸渍钎涂表面改性处理，并对浸渍合金钎涂层进行扩散强化处理，随后采用离心浇铸工艺浇铸锡基巴氏合金，从而制备具有高强界面结合强度的钢基轴瓦，提高钢基轴瓦与轴承衬巴氏合金离心浇铸结合强度。本发明的钢基轴瓦浸渍钎涂与扩散强化工艺，使得轴瓦表面钎涂层均匀、致密、合金化程度高，离心浇铸锡基巴氏合金后，钢基体与巴氏合金结合强度与传统搪锡工艺相比，提高20%以上，方法简单、成本低，钢基轴瓦界面结合强度高，可以满足高速、重载钢基轴瓦批量化生产。

技术领域

本发明属于滑动轴承轴瓦制造技术领域，具体涉及一种钢基轴瓦表面浸渍钎涂及扩散强化方法。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数并保证其回转精度。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。与滚动轴承相比，滑动轴承具有承载力高、抗震性好、工作平稳可靠、噪声小、寿命长等特点，已广泛应用于汽车工业、工程机械、海洋设备、水利工程、航空航天以及铁路交通、电子仪表等众多领域。

滑动轴承轴瓦的制造工艺，国内传统的轴瓦加工工艺为离心浇铸，其工艺为：轴承壳体的清洗与镀锡、巴氏合金熔炼、离心浇铸、机械加工。目前，钢基轴瓦与巴氏合金的结合强度一般在15~35MPa，无法满足更高结合强度的技术要求。随着机械装备整体技术水平的不断提升，高铁、核电、超超临界火电等轴承应用行业对滑动轴承的转速、承受载荷提出了更高的技术要求，高速重载滑动轴承的需求日益受到重视，然而，提速、加载势必会造成传统制造工艺轴瓦过早失效。

现有技术仍采用目前轴瓦制造传统工艺即纯锡搪锡工艺，还有的现有技术未涉及离心浇铸工艺。有的采用轴瓦表面电镀镍层、SnNi合金层、SnCu6合金层取代传统搪锡工艺，但也未给出轴瓦表面电镀后轴瓦结合强度改善情况。

目前，滑动轴承钢基轴瓦浇铸巴氏合金，浇铸前轴瓦表面通常采用热浸镀纯锡，即搪锡工艺，与直接浇铸巴氏合金工艺相比，这种搪锡表面改性处理后能改善钢瓦与巴氏合金界面结合情况，其原因是搪锡处理过程中，Fe与Sn发生化学反应生成Fe-Sn化合物反应层，但这种Fe-Sn化合物反应层的化合物类型、厚度不宜控制，且脆性较大，难以达到较高的界面结合强度，无法满足高速、重载滑动轴承对高强度界面结合强度的技术要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中钢基轴瓦直接搪锡后浇铸巴氏合金无法获得高强度界面结合强度轴瓦的技术问题，不能满足高速、重载滑动轴承用高强度、高可靠轴瓦的问题，通过提供一种采用新型锡基浸渍合金对钢瓦表面进行浸渍钎涂与扩散强化工艺方法，再进行离心浇铸，从而制备高强度界面结合的钢基轴瓦的表面改性方法。

本发明的技术方案是：一种钢基轴瓦表面浸渍钎涂及扩散强化方法，所述具体方法如下：

步骤一、对钢基轴瓦表面进行除杂清理；

步骤二、分别熔化锡基浸渍合金和轴承衬锡基巴氏合金；

步骤三、对预处理好的钢基轴瓦表面刷涂低温钎剂，放置熔融浸渍合金中进行浸渍钎涂与扩散处理；

步骤四、将表面浸渍钎涂改性后的钢基轴瓦进行离心浇铸熔化的锡基巴氏合金，冷却至室温。

进一步优化，所述步骤一中除杂清理的具体方法为：用砂纸打磨至出现金属光泽，将钢瓦浸泡到浓度为10~15%的NaOH水溶液中浸泡30min，用清水冲洗干净，将钢瓦浸泡到浓度为5~15%H₂SO₄中浸泡2~5min，再次用清水冲洗，用丙酮或三氯乙烯超声清洗5~10min，晾干待用。

进一步优化，所述步骤二中轴承衬锡基巴氏合金包括以下重量百分比的组分：银0.5~5%，铜0.5~5%，其他合计元素小于0.4%，余量为锡。