CN101701602A

CN101701602A - 一种法兰轴套及其制造方法

Info

Publication number: CN101701602A
Application number: CN200910186518A
Authority: CN
Inventors: 孙林军; 陆忠飞
Original assignee: WUJIANG RONGSHUN PRECISION CASTING CO Ltd
Current assignee: WUJIANG RONGSHUN PRECISION CASTING CO Ltd
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2010-05-05

Abstract

本发明涉及一种法兰轴套及其制造方法，法兰轴套包括直筒部和法兰端部，直筒部的外层、法兰端部的上层为钢材质，直筒部的内层、法兰端部的下层为铜合金材质。所述制造方法包括：(1)取法兰式钢轴套，将钢轴套的法兰端部用端盖封住，且在端盖与法兰端之间留有缝隙；(2)净化和表面涂层处理；(3)向钢轴套内加入铜合金料、脱氧剂和除渣剂，封口，加热，至铜合金料熔化；(4)将钢轴套装到离心铸造机上进行旋转，待冷却，取下钢轴套；(5)通过机械加工获得所需规格的法兰轴套。本发明法兰轴套具有优良的耐磨性能和耐冲击性能，适合大型高负荷设备使用，本发明制造方法工艺简便，成本低，效率高，可实现法兰轴套大批量生产。

Description

一种法兰轴套及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种法兰轴套及其制造方法。

背景技术

法兰轴套在高负荷机械设备传动系统中应用较为广泛，常规的制造方法是用整块铜棒料整体车制而成，消耗了大量的铜材，成本高，机械强度低，使用范围窄。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，提供一种生产成本低的法兰轴套。

本发明同时还要提供一种上述法兰轴套的制造方法，该方法工艺简单、生产效率高。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：一种法兰轴套，其包括直筒部和位于直筒部下端的法兰端部，其中，所述直筒部的外层、所述法兰端部的上层为钢材质，而直筒部的内层、法兰端部的下层为铜合金材质。

根据本发明法兰轴套的一个具体方面，直筒部的外层的厚度为20～30mm，法兰端部的厚度为10～20mm，直筒部的内层及法兰端部的下层的厚度为2～5mm，所述铜合金材质优选为锡青铜。

本发明所采取的另一种技术方案是：一种上述法兰轴套的制造方法，其依次包括如下步骤：

(1)、取法兰式钢轴套，将钢轴套的法兰端部用端盖封住，且在端盖与法兰端之间留有缝隙，缝隙的大小与法兰端部的下层厚度一致；

(2)、对钢轴套内表面依次进行净化处理和表面涂层处理；

(3)、向钢轴套内加入设定量的铜合金料、脱氧剂和除渣剂，封住所述钢轴套的另一端，加热钢轴套至其中的铜合金料熔化成为铜合金液；

(4)、将所述钢轴套装到离心铸造机上进行旋转，以使得位于所述钢轴套内的铜合金液在离心力的作用下结合到所述钢轴套的内表面上和填充到所述端盖与法兰端之间的缝隙中，待钢轴套冷却至600℃以下，取下钢轴套；

(5)、对所述钢轴套进行机械加工处理获得所需规格的法兰轴套。

所述法兰式钢轴套指整体为钢材质的法兰轴套。本领域的技术人员应当了解如何根据轴套产品的尺寸规格和要求来加入合适量的铜合金料。

步骤(3)是在钢轴套内进行铜合金的冶炼，选择合适的铜合金、脱氧剂和除渣剂及它们的配比属于本领域的常规技术，其中，铜合金优选为锡青铜，脱氧剂优选为磷铜。

优选地，步骤(3)中，将钢轴套在温度900～1100℃下加热1～3小时，更优选在950～1050℃下加热。步骤(4)中，离心铸造机的转速为600～1500转/分钟，更优选为800～1200转/分钟。

根据本发明制造方法的一个具体实施例，步骤(4)中，旋转5～20秒后，向钢轴套的外表面喷冷却水以加速钢轴套的冷却。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明法兰轴套为钢铜复合轴套，在保证产品性能的前提下，节约大量的铜金属材料，降低生产成本；

2、本发明制造方法主要是依靠钢套的旋转产生离心力，使钢轴套内的熔融铜合金液克服自重充满不同部位的型腔，最终在离心力和热交换的作用下凝固成形，如此形成的铜合金层，与钢基体之间的结合力强，组织致密，力学性能好，因而其所生产的法兰轴套具有优良的耐磨性能和耐冲击性能，适合大型高负荷设备使用。

3、本发明制造方法生产工艺简便，生产成本低，生产效率高，可实现法兰轴套大批量生产。

附图说明

图1为本发明法兰轴套的主剖示意图；

其中：1、直筒部；10、外层；11、内层；

2、法兰端部；20、上层；21、下层。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，对本发明进行详细的说明，但不限于这些实施例。

如图1所示，本实施例的法兰轴套包括直筒部1和位于直筒部1下端的法兰端部2，其中，所述直筒部1的外层10、法兰端部2的上层20的材质为20钢，而直筒部1的内层11、法兰端部2的下层21为锡青铜(型号ZQSn10-2)材质。该法兰轴套：法兰外径130mm，内径52mm，法兰厚度18mm，直筒端外径82mm，内径同法兰内径，总长46mm，锡青铜厚度3mm。轴套外圆及端面粗糙度Ra3.2，内圆铜层表面粗糙度Ra1.6。

上述法兰轴套的制造方法包括如下步骤：

(1)、钢轴套制备：采用外径140mm实心棒料进行法兰式钢轴套切削加工，加工后的形状为两端面带法兰(一式两件)，法兰盘外径136mm、直筒外径90mm，内径58mm、长度98mm。要求内孔及两端面表面粗糙度Ra1.6，外表面粗糙度Ra6.3，外表面留有3-5mm的加工余量以便铸造后继续加工，钢轴套法兰一端先用厚度为10mm端盖焊死，另一端在加完锡青铜料后再焊死。端盖与法兰之间留有3mm缝隙，以形成法兰端面的铜层。

(2)钢轴套净化：钢轴套净化包括除油、除锈和上保护层，其工艺为：除锈：用X-1硝基漆稀释剂浸泡2-3min，钢轴套呈亮色，无斑点，然后用水冲洗。除油：用工业洗涤剂除油并清洗。

(3)表面涂层处理：在电阻炉内把除油除锈后的钢轴套进行预热，其预热温度150-200℃，预热后在钢轴套内表面上涂上均匀的四水硼酸涂料，涂料温度为80-100℃，涂层厚度0.5-1mm。

(4)离心：在钢轴套内添加锡青铜合金料、重量为锡青铜合金料重量0.3％左右的脱氧剂以及适量除渣剂，添加量及料的配方按照产品结构大小进行计算，然后密封焊接端口，进而采用煤气高温炉对钢轴套内的铜合金进行加热熔化，加热温度950℃左右，加热时间1-2小时，直至铜合金料熔化成液态得铜合金液。

(5)离心：待钢轴套内铜合金料熔化成液态得铜合金液后，将钢轴套迅速装卡在离心铸造机上高速旋转，直至冷却。转速采用800转/分种(根据产品结构大小选择)，旋转5-10s后，向钢轴套外表面雨淋式喷水，其水压0.2-0.25Mpa，气压为0.6Mpa，待钢轴套温度降至200-600℃时，即可取下轴套。

(6)采用车削的方法达到复合轴套的长度、内径、外径的尺寸要求。该实例可加工成2个法兰式钢铜复合轴套。

经铜金属表面检查和铜试样性能检测，该复合轴套质量良好，铜层表面光洁，无裂纹、夹渣和缩松缺陷，铜合金硬度大于80HB，钢铜之间紧密结合，结合强度达到40MPa，满足使用要求。

综上所述，本发明能够高效率的生产法兰钢铜复合轴套，达到以钢代铜的目的，节约稀有资源，降低生产成本，满足大型、高负荷机械设备的使用要求，具有良好的应用前景。

以上对本发明做了详尽的描述，但本发明不限于上述的实施例。凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种法兰轴套，其包括直筒部(1)和位于所述直筒部(1)下端的法兰端部(2)，其特征在于：所述直筒部(1)的外层(10)、所述法兰端部(2)的上层(20)为钢材质，所述直筒部(1)的内层(11)、所述法兰端部(2)的下层(21)为铜合金材质。

2.根据权利要求1所述的法兰轴套，其特征在于：所述直筒部(1)的内层及所述法兰端部(2)的下层的厚度为2～5mm。

3.一种权利要求1所述的法兰轴套的制造方法，其特征在于：所述制造方法依次包括如下步骤：

(1)、取法兰式钢轴套，将钢轴套的法兰端部用端盖封住，且在端盖与法兰端之间留有缝隙，所述缝隙的大小与所述法兰端部(2)的下层(21)厚度一致；

(2)、对钢轴套内表面依次进行净化处理和表面涂层处理；

(3)、向所述钢轴套内加入铜合金料、脱氧剂和除渣剂，封住所述钢轴套的另一端，加热钢轴套至其中的铜合金料熔化成为铜合金液；

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述的铜合金为锡青铜。

5.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：步骤(3)中，将所述钢轴套在温度900～1100℃下加热1～3小时。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于：步骤(3)中，将所述钢轴套在温度950～1050℃下加热。

7.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：步骤(4)中，离心铸造机的转速为600～1500转/分钟。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于：步骤(4)中，离心铸造机的转速为800～1200转/分钟。

9.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：步骤(4)中，旋转5～20秒后，向钢轴套的外表面喷冷却水以加速钢轴套的冷却。