CN101846134B - 复合镀层轴瓦 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合镀层轴瓦，包括依次设置的钢背层、基底层、镍栅层和减摩层。特点是：减摩层由锡铜铟氧化铝合金构成，按元素百分含量计算，锡铜铟氧化铝合金配比是铜0.7～5%，铟2～20%，氧化铝0.5～1.5%，其余为锡。本发明复合镀层轴瓦具有高承载、耐磨、抗咬合、嵌藏性和耐腐蚀好且不含铅，环保等优点。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机之滑动轴承技术，尤其涉及对高承载滑动轴承之轴瓦的改进技术，具体涉及一种复合镀层轴瓦。
背景技术
随着内燃机向高速、高承载方向发展，对轴瓦性能的要求不断提高，要求轴瓦不仅有高的承载能力和抗疲劳强度，同时具有良好的耐磨性、耐腐蚀性。在对轴瓦综合性能要求提高的同时，对环境保护的问题也愈发重视。
传统的铜合金轴瓦目前在高承载内燃机上得到很广泛的应用，其在结构形式上由一个钢背层、一个铜合金的基底层、镍栅层以及减摩层组成，其中基底层在钢背层上，镍栅层镀在基底层上，减摩层镀在镍栅层上。减摩层一般采用铅锡铜（PbSnCu）三元合金材料制造，按重量百分含量计算，其中：铜1-30%，锡8-12%，余量为铅，铅可高达89%。这种轴瓦能在一种程度上满足发动机的基本要求，但是应用在强化的内燃机上，由于减摩层的抗疲劳强度低，不能满足汽车内燃机发展需要，轴瓦的抗疲劳强度、耐腐蚀性及耐磨性都亟待提高。与此同时，由于轴瓦中含有较多的铅而对环境破坏的影响不容忽视，当前社会急需发明一种不含铅的环保型轴瓦，以替代现有技术产品，满足环保的要求。
发明内容
本发明的任务是要克服现有技术之不足，提供一种不仅承载高、耐磨、耐腐蚀、抗咬合、嵌藏性好，而且环保不含铅的复合镀层轴瓦。
本发明技术的方案如下：
一种复合镀层轴瓦，包括依次设置的钢背层、基底层、镍栅层和减摩层，其特征在于：所述减摩层由锡铜铟氧化铝合金构成，按重量百分含量计算，锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜0.7～5%，铟2～20%，氧化铝0.5～1.5%，其余为锡。
优化的方案是：
所述锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜0.7%，铟20%，氧化铝1.5%，其余为锡。或：
所述锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜0.7%，铟2%，氧化铝1%，其余为锡。或：
所述锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜5%，铟20%，氧化铝0.5%，其余为锡。或：
锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜3%，铟10%，氧化铝1.2%，其余为锡。
所述减摩层的厚度为15～25μm。
本发明的有益效果是：天然的Al2O3是自然界第三硬的物质，俗称刚玉。通过电镀纳米技术将Al2O3沉积到SnCu上，增强了镀层的硬度，扩大了镀层的承载面积；添加In作为软相，使镀层的综合性能得到进一步提高。锡具有良好的耐腐蚀性能及耐磨性。本发明复合镀层轴瓦不含铅，满足环保要求。
具体实验数据结果如下：
1、本发明复合镀层轴瓦之减摩层是镀在镍栅层上的，是一种强锡合金镀层，由锡铜铟氧化铝合金构成。减摩层的抗疲劳强度高达120MPa（英国格雷西尔蓝宝石疲劳试验台测试）。对比现有的轴瓦。其的减磨层采用的是铅锡铜合金层，其抗疲劳强度在60～70MPa左右（英国格雷西尔蓝宝石疲劳试验台测试）。
2、本发明复合镀层轴瓦的耐磨性得到大大提高，在边界润滑条件下测试（英国格雷西尔Viper试验台），传统的三元合金（铅锡铜镀层）轴瓦其磨损因子为188mm3/Km·MPa,而本发明合金轴瓦的磨损因子高达120mm3/Km·MPa。显而易见，本发明复合镀层轴瓦的耐磨性大大优于传统的三元合金轴瓦。
3、经盐雾试验箱测试验证，本发明复合镀层轴瓦的耐腐蚀性优良，优于传统的铅锡铜合金镀层三元合金轴瓦。
4、经实验验证, 本发明复合镀层轴瓦的抗咬合性能、嵌藏性也大大优于传统三元合金轴瓦。
附图说明
图1为本发明复合镀层轴瓦剖切结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明复合镀层轴瓦包括依次设置的钢背层1、基底层2、镍栅层3和减摩层4，基底层2设置在钢背层1上，基底层2可通过浇铸或烧结到钢背层1上。在基底层2上镀上一层镍栅层3，其成分比为Ni100%，厚度为1～3μm，在镍栅层3上镀上一层减摩层4。减摩层4由锡铜铟氧化铝合金构成，按重量百分含量计算，锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜0.7～5%，铟2～20%，氧化铝0.5～1.5%，其余为锡。轴瓦减摩层厚度为15～25μm。
具体实施例如下：
实施例一：
锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜0.7%，铟20%，氧化铝1.5%，其余为锡。
实施例二：
锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜0.7%，铟2%，氧化铝1%，其余为锡。
实施例三：
锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜5%，铟20%，氧化铝0.5%，其余为锡。
实施例四：
锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜3%，铟10%，氧化铝1.2%，其余为锡。
本发明复合镀层轴瓦的减摩层4的抗疲劳强度十分优良，最高达120MPa以上，本发明与作为比较例的现有技术三元合金轴瓦的性能比较如表1所示。
表1中减摩层材料的抗疲劳强度采用“蓝宝石疲劳试验台”测试。本发明的减磨层为采用锡铜铟氧化铝合金材料的强锡合金镀层，抗疲劳强度高达120MPa，满足产品合格要求。
表1中耐腐蚀性采用“盐雾试验箱”测试，本发明的减摩层材料的耐腐蚀性较比较例轴瓦的三元合金减磨层材料的耐腐蚀性好。
经“磨损试验机”对比测试，本发明显示现出了优异的耐磨损性。
表1 ：
Claims (6)
1.一种复合镀层轴瓦，包括依次设置的钢背层、基底层、镍栅层和减摩层，其特征在于：所述减摩层由锡铜铟氧化铝合金构成，按重量百分含量计算，锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜0.7～5%，铟2～20%，氧化铝0.5～1.5%，其余为锡。
2.根据权利要求1所述的复合镀层轴瓦，其特征在于：所述锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜0.7%，铟20%，氧化铝1.5%，其余为锡。
3.根据权利要求1所述的复合镀层轴瓦，其特征在于：所述锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜0.7%，铟2%，氧化铝1%，其余为锡。
4.根据权利要求1所述的复合镀层轴瓦，其特征在于：所述锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜5%，铟20%，氧化铝0.5%，其余为锡。
5.根据权利要求1所述的复合镀层轴瓦，其特征在于：锡铜铟氧化铝合金中各元素的配比是：铜3%，铟10%，氧化铝1.2%，其余为锡。
6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的复合镀层轴瓦，其特征在于：所述减摩层的厚度为15～25μm。
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