CN100497978C - 一种三层合金轴承的离心铸造方法 - Google Patents

一种三层合金轴承的离心铸造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三层合金轴承的离心铸造方法，旨在提供一种操作简便易行、技术先进、粘合强度可靠的铸造方法，采用此铸造方法生产的三层合金轴承，不仅铜合金层的厚度可根据设计要求确定，而且内应力较小、铜层与钢套也不易脱壳。本发明通过下述技术方案予以实施：首先是钢套加工、清洗及钢套内铸造一层10-1锡青铜合金；然后将铸造有所述的10-1锡青铜合金层的钢套进行加工、清洗、浸锡及ChSnSb11-6巴氏合金的熔化和铸造。所述钢套与铜合金及巴氏合金的粘合是采用离心铸造方法。

Description

一种三层合金轴承的离心铸造方法
技术领域：
本发明涉及三层合金轴承的粘合方法，尤其是涉及一种三层合金轴承的离心铸造方法。
背景技术：
三层合金轴承是目前世界上广泛推广使用的新型结构产品，其主要用于工业汽轮机、离心压缩机、风机等各种动设备上，该轴承是由巴氏合金层、铜合金层及钢套三层金属粘合而成，其粘合的方法各有不同，现有技术中有采用烧结粘合或焊接粘合两种粘合成型方法，目前国内生产该轴承只有3～4家。由于采用上述两种粘合方法生产的轴承，存在着铜层厚度难以满足要求和因采用焊接粘合引起的产品内应力过大、在加工过程中变形严重、铜层与钢套易脱壳等问题。
发明内容：
本发明的目的是克服上述粘合方法中的不足之处，提供一种操作简便、容易、技术先进、粘合强度可靠的离心铸造方法。
本发明的技术方案实施，其主要包括如下步骤：①.钢套的加工和清洗；②.将10-1锡青铜合金铸造到钢套内表面上；③.将铸造有所述的锡青铜合金的钢套进行加工、清洗、浸锡；④.将ZChSnSb11-6巴氏合金的熔化；⑤.将所述的巴氏合金铸造到浸过锡的钢套内的锡青铜合金的锡层表面上，所述的将10-1锡青铜合金铸造到钢套内表面上和巴氏合金铸造到浸过锡的钢套内的锡青铜合金的锡层表面上，都是采用离心铸造法。
所述的钢套加工和清洗的步骤包括：①.将20#钢的钢坯的加工成内表面粗糙度为3.2μm、两端不平度小于0.1mm的钢套；②.加工两块大于钢套直径的盖板，其中，一块盖板的圆心处钻一个直径为5mm～8mm的小孔；③.将没有钻孔的盖板作为底板与钢套的任意一端口密封焊合，其中，密封焊合的焊材为低碳钢焊条；④.将焊有底盖板的钢套置于不锈钢网栏内，浸入0.3～0.5％沸腾的烧碱溶液中5～10分钟；⑤.取出钢套浸在开水中清洗3～5分钟除去碱质；⑥.浸入浓盐酸液中清洗5～10分钟除锈；⑦.取出钢套再浸在开水中冲洗3～5分钟，其中，从开水中取出的钢套内表面应呈灰白色；⑧.将钢套与锡青铜合金置于烘干炉中烘干预热至250℃；⑨.将钢套内和锡青铜合金材料表面涂一层饱和硼砂液，随即放入烘干炉中烘干，其中，水分蒸发后其表面应留下光滑白色透明的硼砂。所述将10-1锡青铜合金铸造到钢套上的步骤包括：①.将涂有硼砂的锡青铜合金材料按所需数量稍加一点余量整齐排列在钢套内，再按钢套的容量大小分别装入5～15克干燥的硼砂和3～10克干燥的细粒木炭将锡青铜合金材料覆盖住，以防止铜合金氧化；②.将留有出气孔的盖板与其钢套的上端口密封焊合；③.将留有出气孔的盖板端朝上放入加热炉内加热，当温度升至到1020～1050℃，其中，钢套颜色为红色、盖板出气孔有红色火焰冒出时，即可取出；④.将钢套安装在离心机上或车床上，其中，车床顶针应对准出气孔，安装时应求越快越好、时间不得超过20秒、否则铜合金液会凝固，安装好放下安全罩开动离心机或车床，其转速为1200转/分，在旋转8～12分钟的同时观察到钢套颜色为黑红色，即可停机，取下钢套埋入干燥的砂子里，使其慢慢冷却。所述将铸造有锡青铜合金的钢套进行加工、清洗、浸锡的步骤包括：①.将所述铸造有锡青铜合金的钢套两端口盖板车掉；②.将锡青铜合金层按所需厚度车掉多余部分；③.将其取下置于不锈钢网栏中浸入沸腾的0.3～0.5％烧碱熔液中5～10分钟；④.将其放入开水中清洗3～5分钟，除去碱质；⑤.将其晾干或烘干；⑥.将纯锡放入铁容器内熔化，其中，温度控制在280～300℃之间；⑦.将钢套内锡青铜合金层外表面涂上氯化锌和水玻璃涂料，再迅速涂一层按1：1比例配制的氯化锌和氯化铵饱和溶液助熔剂；⑧.将其稍加预热，就可浸锡。所述ZChSnSb11-6巴氏合金的熔化是将ZChSnSb11-6巴氏合金放在铁容器中加热熔化，温度控制在460～480℃之间，其中，用钟罩将干燥的氯化铵压入容器底部进行脱氧。将所述巴氏合金铸造到浸过锡的钢套内的锡青铜合金的锡层表面上的步骤包括：①.离心铸造前在离心铸造机的铸造法兰夹上垫上干燥的草纸板；②.将浸过锡的钢套夹紧；③.盖好保护罩；④.开机，同时尽快将熔化的巴氏合金注入钢套内铸造，其中，铸造结束应抽出浇注嘴、喷水冷却、空转数秒、停车即得三层合金轴承毛胚钢套。
本发明的有益效果是：(1)此铸造方法操作简便、容易；(2)技术先进；(3)粘合强度可靠；(4)采用此铸造方法生产的三层合金轴承，不仅铜合金层的厚度可根据设计要求确定，而且内应力较少，铜层与钢套也不易脱落，所以市场前景看好。

Claims (6)

1.一种三层合金轴承的离心铸造方法，其包括如下步骤：
钢套的加工和清洗；
将10-1锡青铜合金铸造到钢套内表面上；
将铸造有所述锡青铜合金的钢套进行加工、清洗、浸锡；
ZChSnSb11-6巴氏合金的熔化；
将所述巴氏合金铸造到浸过锡的钢套内的锡青铜合金的锡层表面上；
其特征在于：所述的将10-1锡青铜合金铸造到钢套内表面上和巴氏合金铸造到浸过锡的钢套内的锡青铜合金的锡层表面上，是采用离心铸造法。
2.根据权利要求1所述的三层合金轴承的离心铸造方法，其特征在于，所述钢套加工和清洗的步骤包括：
将20#钢的钢坯的加工成内表面粗糙度为3.2μm、两端不平度小于0.1mm的钢套；
加工两块大于钢套直径的盖板，其中，一块盖板的圆心处钻一个直径为5mm～8mm的小孔；
将没有钻孔的盖板作为底板与钢套的任意一端口密封焊合，其中，密封焊合的焊材为低碳钢焊条；
将焊有底盖板的钢套置于不锈钢网栏内，浸入0.3～0.5％沸腾的烧碱溶液中5～10分钟；
取出钢套浸在开水中清洗3～5分钟除去碱质；
浸入浓盐酸液中清洗5～10分钟除锈；
取出钢套再浸在开水中冲洗3～5分钟，其中，从开水中取出的钢套内表面应呈灰白色；
将钢套与锡青铜合金置于烘干炉中烘干预热至250℃；
将钢套内和锡青铜合金材料表面涂一层饱和硼砂液，随即放入烘干炉中烘干，其中，水分蒸发后其表面应留下光滑白色透明的硼砂。
3.根据权利要求1所述的三层合金轴承的离心铸造方法，其特征在于，所述将10-1锡青铜合金铸造到钢套上的步骤包括：
将涂有硼砂的锡青铜合金材料按所需数量稍加一点余量整齐排列在钢套内，再分别装入5～15克干燥的硼砂和3～10克干燥的细粒木炭将锡青铜合金材料覆盖住，以防止铜合金氧化；
将留有出气孔的盖板与其钢套的上端口密封焊合；
将留有出气孔的盖板端朝上放入加热炉内加热，当温度升至到1020～1050℃，其中，钢套颜色为红色、盖板出气孔有红色火焰冒出时，即可取出；
将钢套安装在离心机上或车床上，其中，车床顶针应对准出气孔，安装时应求越快越好、时间不得超过20秒、否则铜合金液会凝固，安装好放下安全罩开动离心机或车床，其转速为1200转/分，在旋转8～12分钟的同时观察到钢套颜色变为黑红色，即可停机，取下钢套埋入干燥的砂子里，使其慢慢冷却。
4.根据权利要求1所述的三层合金轴承的离心铸造方法，其特征在于，所述将铸造有锡青铜合金的钢套进行加工、清洗、浸锡的步骤包括：
将所述铸造有锡青铜合金的钢套两端口盖板车掉；
将锡青铜合金层按所需厚度车掉多余部分；
将其取下置于不锈钢网栏中浸入沸腾的0.3～0.5％烧碱熔液中5～10分钟；
将其放入开水中清洗3～5分钟，除去碱质；
将其晾干或烘干；
将纯锡放入铁容器内熔化，其中，温度控制在280～300℃之间；
将钢套内锡青铜合金层外表面涂上氯化锌和水玻璃涂料，再迅速涂一层按1：1比例配制的氯化锌和氯化铵饱和溶液助熔剂；
将其稍加预热，就可浸锡。
5.根据权利要求1所述的三层合金轴承的离心铸造方法，其特征在于，所述ZChSnSb11-6巴氏合金的熔化是将ZChSnSb11-6巴氏合金放在铁容器中加热熔化，温度控制在460～480℃之间，其中，用钟罩将干燥的氯化铵压入容器底部进行脱氧；
6.根据权利要求1所述的三层合金轴承的离心铸造方法，其特征在于，所述将所述巴氏合金铸造到浸过锡钢套内锡青铜合金锡层表面上的步骤包括：
离心铸造前在离心铸造机的铸造法兰夹上垫上干燥的草纸板；
将浸过锡的钢套夹紧；
盖好保护罩；
开机，同时尽快将熔化的巴氏合金注入钢套内铸造，其中，铸造结束应抽出浇注嘴、喷水冷却、空转数秒、停车即得三层合金轴承毛胚钢套。
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