[發(fā)明專利]一種鉛基軸承合金及其制造方法

有效

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• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104032186A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 孫飛;趙勇
• 申請（專利權）人: 蘇州金倉合金新材料有限公司
• 主分類號: C22C11/06
• 分類號: C22C11/06;C22C11/10;C22C1/03
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權代理有限公司 11278
• 代理人: 王淑麗

技術領域

本發(fā)明涉及一種鉛基軸承合金及其生產(chǎn)方法，特別是涉及一種高硬度、高塑性和高韌性的鉛基軸承合金及其生產(chǎn)方法。

背景技術

以ZChPbSb16-16-2為代表的鉛基軸承合金又稱鉛基巴氏合金，是一種以鉛和銻為基的軸承合金；其室溫組織為軟基體α固溶體(銻溶入鉛中的固深體)上分布著硬質(zhì)點β相(鉛溶入銻中的固溶體)；為了提高合金的強度、硬度和耐磨性，通常加入6％～16％錫，為了防止比重偏析，常加入1％～2％銅。由于此合金的強度、硬度、耐磨性、沖擊韌性均較低，通常被制成雙層或三層金屬結構，用作低速、低負荷或靜載下工作的中等負荷的軸承及高速低載荷，溫度低于150℃的軸承；澆注受震較小，載荷較輕或速度較慢的軸瓦等。此合金主要應用于汽車拖拉機的曲柄軸承，以及800KW以內(nèi)的蒸汽渦輪機、750KW以內(nèi)的電動機、500kW以內(nèi)的發(fā)電機、375kW以內(nèi)的壓縮機和軋鋼機等的軸承。

此種現(xiàn)有技術雖然硬度適中、還具有較良好的自潤性，但是其塑性和沖擊韌性較差，在室溫下比較脆，經(jīng)受沖擊載荷時容易形成裂紋和剝落，使用壽命較短，所以在用途方面受到巨大制約，同時較高的錫含量需求使合金的成本提高。

綜上，目前需要一種不僅成本較低，而且適應較高溫度的工作環(huán)境同時材料的硬度、塑性及韌性都有所提高的鉛基軸承合金。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，通過改進合金成分設計并根據(jù)合金的特點優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提供一種提高了現(xiàn)有技術合金的硬度、塑性及韌性，增強耐高溫能力并且大幅降低材料成本的鉛基軸承合金及其生產(chǎn)方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的技術方案是：

一種鉛基軸承合金，其特征在于，由如下重量百分比的組分組成：錫：10-13wt％，銅：8-10wt％，銻：10-13wt％，，磷：0.05-0.2wt％，鋁0.5-1.5wt％，碳化硅顆粒：0.5-1.5wt％，余量為鉛。

進一步地，由如下重量百分比的組分組成：錫：11-12wt％，銅：8.5-9.5wt％，銻：11-12wt％，，磷：0.75-0.15wt％，鋁0.75-1.25wt％，碳化硅顆粒：0.75-1.25wt％，余量為鉛。

進一步地，由如下重量百分比的組分組成：錫：11.5wt％，銅：9wt％，銻：11.5wt％，，磷：0.1wt％，鋁1wt％，碳化硅顆粒：1wt％，余量為鉛。

進一步地，其中所述碳化硅顆粒的粒徑為100μm-300μm。

制備上述鉛基軸承合金的方法，具有以下步驟：

1)按重量比為將鉛、錫置于坩堝內(nèi)熔煉，熔煉溫度為330-350℃，熔煉時間為20-30分鐘，制成母合金；

2)按重量比將銅、磷、鋁以及碳化硅顆粒置于坩堝進行熔煉，熔煉溫度為1100-1200℃，熔煉時間為30-40分鐘，制成多元素合金；

3)將步驟1)和步驟2)中熔煉完成的母合金溶液以及多元素合金溶液轉移至工頻保溫爐內(nèi)，溫度為500-700℃，用石墨棒進行攪拌，充分混合；

4)對混合后的合金液體取樣進行成分檢測；

5)開啟所述工頻保溫爐的傾瀉孔，將合金液體澆筑在金屬模具中；

6)待完全冷卻后將所述金屬模具去除，進一步加工毛坯鑄件。

本發(fā)明還提供了鉛基軸承合金在制備軸承材料中的用途。

采用上述技術方案，本發(fā)明的有益效果有：

1、本發(fā)明提供了一種鉛基軸承合金及其生產(chǎn)方法，同時滿足了對改進材料的高硬度、高塑性、高韌性以及低成本的多種需要。

2、本發(fā)明提高銅的含量，并添加銻、磷、鋁元素，提高了合金的熔點，滿足了合金材料在較高工作溫度條件中的要求。

3、在本發(fā)明中的合金生產(chǎn)工藝中，通過分別單獨初熔煉鉛、銻金屬和其余金屬得到母合金溶液和多元素合金溶液，再與其他多元素合金溶液共同熔煉，從而細化了合金中組織結果，進一步提高了合金的塑性和韌性。

具體實施方式

實施例1本發(fā)明的鉛基軸承合金的制備

按照重量比為錫：10wt％，銅：8.5wt％，銻：12wt％，，磷：0.15wt％，鋁1.5wt％，碳化硅顆粒：0.5wt％，余量為鉛準備合金原料，其中碳化硅顆粒的粒徑為100μm。

熔煉母合金溶液：按上述重量比將鉛、錫置于坩堝內(nèi)熔煉，熔煉溫度為330℃，熔煉時間為30分鐘，制成母合金溶液。

熔煉多元素合金溶液：按重量比將銅、磷、鋁以及碳化硅顆粒置于坩堝進行熔煉，熔煉溫度為1200℃，熔煉時間為30分鐘，制成多元素合金。