[發明專利]一種銅基重載自潤滑船用軸承及其制備方法

有效

• 申請號: 201210042086.5
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102537065A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張國強
• 申請（專利權）人: 杭州錢王機械有限公司
• 主分類號: F16C33/10
• 分類號: F16C33/10;C22C9/01
• 代理公司: 湖州金衛知識產權代理事務所(普通合伙) 33232
• 代理人: 裴金華

技術領域

本發明涉及滑動軸承的制備，特別是銅基重載自潤滑船用軸承及其制備方法。

背景技術

軸瓦是內燃機中的重要零件之一，其性能與結構不僅影響內燃機的性能、工作可靠性和壽命，而且影響內燃機本身的結構設計；軸頸工作時，由于其本身自重較大，加上外加負荷，將產生很大的離心力和軸向推力；特別是當運行工況發生變化時，還可能產生更大的旋轉扭矩和瞬間的軸向推力和反推力，可見，軸承在工作時載荷很大；同時，由于軸頸的重載旋轉，對軸承的耐磨性具有較高的要求。

現有技術中的滑動軸承，如公開號為CN102278373A的發明專利申請所公開的一種耐高溫的自潤滑滑動軸承，屬于滑動面主要由納米級天然魚鱗石墨構成的滑動軸承技術領域，包括軸承主體，所述軸承主體由天然魚鱗石墨、銅和二氧化鉬組成；所述天然魚鱗石墨純度為99.9%，天然魚鱗石墨含量在軸承主體中所占比例為35-70%；所述銅純度為99%，銅含量在軸承主體中所占比例為25-60%；所述二氧化鉬純度為99%，二氧化鉬含量在軸承主體中所占比例為3-8%；及一種耐高溫的自潤滑滑動軸承的制備方法，其是由納米級天然魚鱗石墨粉、納米級銅粉和微米級二氧化鉬粉經機械混合均勻，壓制成型，再由燒結爐燒結而成；此種滑動軸承抗拉強度較差。

發明內容

本發明的目的是提供銅基重載自潤滑船用軸承，它具有較高的抗拉強度及較低的摩擦系數、較低的磨損率。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種銅基重載自潤滑船用軸承，包括鋼背及與鋼背一體連接的減磨結構，所述減磨結構由如下重量份材料制備而成：9-15份鍍鎳石墨、0.1-0.3份稀土，90.5-91.5份鋁青銅合金；所述鋁青銅合金的組成如下：72-90份銅，12.8-13.6份鋁，4.6-7.2份鐵，小于0.10份錳，6.0-7.4份鎳，小于0.05份鉛，小于0.5份的鋅。

石墨的平面層與平面層之間以低鍵能的范德華力結合，在摩擦的過程中容易發生滑移；然而平面層內碳原子之間的共價鍵能較強，在層間產生滑移時，平面層卻不會發生崩潰，因此具有優良的潤滑性能，應用于本發明，使本發明可以具有較低的摩擦系數；然而石墨含量越大，此種滑動軸承的抗拉強度越小，因此，在保證此種滑動軸承不但具有較低的摩擦，同時又具有良好的拉伸性能，通過發明人的不斷實驗總結，鍍鎳石墨的含量應為重量比9-15份。

鎳質堅硬具有良好的可塑性及耐腐蝕性，有利于提高鋁青銅合金的耐腐蝕性、可塑性及機械強度。

適量錳的加入有利于提高鋁合金的搞疲勞度。

稀土的添加，可以改善本發明的物理化學性能，并提高本發明室溫及高溫機械性能；且可提高鋁青銅合金的流動性能；木發明添加的稀土主要是利用稀土原子在品界上偏聚與其它元素交互作用，引起晶界的結構、化學成分和能量的變化，并影響其它元素的擴散和新相的成核與長大，最終導致合金組織與性能的變化；一方面，稀土可以起到精煉、脫硫、中和低熔點有害雜質的作用，提高了合金減磨材料的硬度；另一方面，還能抑制這些夾雜在晶界上的偏祈；稀土加入合金中生成球狀稀土硫化物或硫氧化物，取代容易形成的長條狀MnS夾雜，使硫化物形狀得到控制，提高了本發明的熱塑性；稀土使棱角狀高硬度的氧化鋁夾雜轉為球狀硫氧化物及鋁酸稀土，有利于提高本發金明的疲勞性能。

通過實驗發現，在沒有鋅的鋁青銅基合金中，石墨顆粒的含量軸向變化很大，然而隨著鋅含量的增加，差異逐漸減小，當鋅含量達到0.5%的時候，石墨顆粒含量更高，且石墨在復合材料中的濃度差更低，然而，若再加入更多的鋅將再次導致石墨濃度差上升，因此，加入適量的鋅有利于使石墨顆粒均勻分布于鋁青銅合金基體中；同時石墨顆粒在鋁青銅合金基體中的均勻分布，使得石墨顆粒在摩擦表面形成更好的固體潤濕層。

作為本發明的優選，所述稀土為鈰或鑭或鐠或釹或其中兩者的混合或其中三者的混合或此四者的混合。

作為本發明的優選，所述稀土由如下質量比的材料構成：65-70%鈰、28-35%鑭、0.5-1%釹、0.5-1%鐠。

作為本發明的優選，所述石墨的重量份為13-15份。

作為本發明的優選，所述鋁青銅合金的組成如下：72-90份銅，13.4-13.5份鋁，4.6-7.2份鐵，小于0.10份錳，6.0-7.4份鎳，小于0.05份鉛，小于0.5份的鋅。

本發明的另一目的在于提供一種銅基重載自潤滑船用軸承的方法，包括如下步驟：

（1）鋼管的處理，依次包括如下步驟：

（a）在鋼管的澆注面進行噴丸處理；

（b）進行掛錫處理；