[发明专利]一种滑动轴承的合金材料

说明书

本发明涉及滑动轴承的合金材料。

传统的轴承合金为巴氏合金，各类重载大型轴瓦和轴承，至今仍采用这种经典的合金材料，古今中外，概莫能外。

巴氏合金，尤其是锡锑巴氏合金，是比较理想的减磨材料。它比其它的轴承合金有较好的顺应性、抗咬合性和嵌藏性，使用中对轴有很好的保护性能，即出现烧瓦事故时，不致伤轴。这是其它合金无法比拟的。但从另一方面看，利用巴氏合金制造轴瓦，也存在着不能大面积推广和难以克服的致命弱点。这就是：（1）基体过软，强度太低，不能用以制造整铸轴瓦，必须将它挂在具有足够强度的铸钢或铸铁的瓦背上。为此，在浇注之前，必须将瓦背进行复杂的表面处理。否则，很难保证合金与瓦背粘结牢固，以致发生脱壳现象。而且这种制造方法，对球磨机之类大型设备的轴承，由于直径大，瓦肉薄（合金层一般为7-8mm），其制造难度之大可想而知。这也是很多生产厂家至今不愿接受或不能制造这类轴承的主要原因之一。（2）由于巴氏合金熔点太低，强度和硬度也很低，使用中必须充分润滑和限制使用温度。稍有缺油或油温过高就有烧瓦停机的危险。（3）选用原料比较贵重，制造工艺复杂，因而成本高、价钱贵、供应紧张。

本发明旨在针对传统的滑动轴承合金材料存在的上述问题，提供一种强度高、硬度高、耐磨性能好、取材便宜、制造工艺简单、造价低的新型滑动轴承合金材料。

本发明的要点是通过对滑动轴承合金成分的选择，研制一种适用于整铸轴瓦，并且有强度高、硬度高、性能好和多相组织结构的新型轴承合金材料。

本发明的具体实施方案如下：

1.轴承合金材料的化学成分如表1所示：

表中Al、Si、Cu、Mn、Zn、Mg、RE是必要成分，Sb、Ti、Ni为选择成分。必要成分的最佳值为：Al6-40%，Si1-3%，Cu0.5-5%，Mn1-3%，Zn60-90%，Mg0.1-0.3%，RE0.1-1.0%。

2.熔制工艺：

①原料选用及准备：

Al：采用3号以上的铝锭，

Zn：采用3号以上的锌锭，

Si：采用Al-Si中间合金，

Mn：采用Al-Mn中间合金或金属锰，

Cu：采用Al-Cu中间合金或电解铜Cu-1，Cu-2，Cu-3

Mg：采用Al-Mg中间合金或Mg-1，Mg-2，Mg-3，

Ti：采用Al-Ti中间合金，

Sb：采用Al-Sb中间合金，

Ni：采用Al-Ni中间合金，

RE：采用Al-RE中间合金。

所有原料均应清除油污和脏物，经预热烘干后方可入炉。

②配料：根据合金成分要求进行配料计算。

③熔炉类型：电弧炉、感应炉、电阻炉、坩埚炉、煤气炉、油炉、焦炭炉均可熔炼。常用的熔炼炉为电阻坩埚炉和以焦炭或油为燃料的坩埚炉。

④熔炼工艺：熔炼温度为700～750℃，熔炼过程中要经常加覆盖剂，以减少烧损，最后精炼、扒渣，再加覆盖剂和出炉浇注。

本发明完全克服了传统轴承材料的缺陷。其优越性表现在：

1.轴承合金的取材便宜，制造容易，性能优异。除具有表2所列的性能外，还有质轻、耐磨、不锈等特点。价格可比锡基巴氏合金低70%以上，比锡青铜低50%以上。因而是取代巴氏合金、铜基合金等制造轴承的理想材料。

表2

2.可用以铸成标准化的整铸瓦块，为轴承制造和使用带来极大的方便。特别是更换时，只需将归瓦块卸下，装上新瓦块并稍许进行现场刮研即可投入运转。

3.本发明的合金材料轴瓦，使用中无需将油温作严格控制，如小于60℃等，其使用温度范围可放宽到150℃。

表1

成分    Al    Si    Cu    Mn    Zn    Mg    RE

%    6-40    0.2-8    0.5-5    0.2-5    40-90    0.01-0.3    0.01-1.5

成分    Sb    Ti    Ni

%    0.2-2    0.01-1.5    0.2-2