CN102619878B

CN102619878B - 铝基大功率中低速滑动轴承制造方法

Info

Publication number: CN102619878B
Application number: CN201210043208.2A
Authority: CN
Inventors: 张国强
Original assignee: HANGZHOU QIANWANG MACHINERY CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU QIANWANG MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2032-02-24
Also published as: CN102619878A

Abstract

本发明涉及滑动轴承的制备，特别是铝基大功率中低速滑动轴承及制造方法。本发明是通过以下技术方案得以实现的：铝基大功率中低速滑动轴承，包括钢制外层及铝基轴瓦，所述铝基轴瓦由如下质量比的材料制备而成：6-9%镀铜石墨粉、0.1-0.3%稀土，余量为铝合金；所述的铝合金由如下质量比的材料制备而成：0.7-1.3%铜、0.6-0.9%镁、0.9-1.5%镍、5.5-7.0%锡、0.2-0.4%硅、0.5-0.7%铁、0.05-0.1%锰、0.1-0.2%钛，余量为铝。本发明具有较高的抗拉强度及较低的摩擦系数、较低的磨损率。

Description

铝基大功率中低速滑动轴承制造方法

技术领域

本发明涉及滑动轴承的制备，特别是铝基大功率中低速滑动轴承及制造方法。

背景技术

轴瓦是内燃机中的重要零件之一，其性能与结构不仅影响内燃机的性能、工作可靠性和寿命，而且影响内燃机本身的结构设计；轴颈工作时，由于其本身自重较大，加上外加负荷，将产生很大的离心力和轴向推力；特别是当运行工况发生变化时，还可能产生更大的旋转扭矩和瞬间的轴向推力和反推力，可见，轴承在工作时载荷很大；同时，由于轴颈重载旋转，对轴承的耐磨性具有较高的要求。

现有技术中的滑动轴承，如公开号为CN102278373A的发明专利申请所公开的一种耐高温的自润滑滑动轴承，属于滑动面主要由纳米级天然鱼鳞石墨构成的滑动轴承技术领域，包括轴承主体，所述轴承主体由天然鱼鳞石墨、铜和二氧化钼组成；所述天然鱼鳞石墨纯度为99.9%，天然鱼鳞石墨含量在轴承主体中所占比例为35-70%；所述铜纯度为99%，铜含量在轴承主体中所占比例为25-60%；所述二氧化钼纯度为99%，二氧化钼含量在轴承主体中所占比例为3-8%；及一种耐高温的自润滑滑动轴承的制备方法，其是由纳米级天然鱼鳞石墨粉、纳米级铜粉和微米级二氧化钼粉经机械混合均匀，压制成型，再由烧结炉烧结而成；此种滑动轴承抗拉强度较差。

又如公开号为CN101082094A的发明专利申请所公开的一种滑动轴承用铝合金，属于材料科学领域；它的化学成分组成为(重量百分比):

Sn:5.0-8.0；Cu:1.5-2.5；Ni:0.6-1.9；Si:0.2-0.8；Fe:0.3-0.7；Mn:0.O5-0.1；Mg:0.4-0.9；Ti:0.1-0.5；Zn:0.4-0.7；用此种铝合金制备的轴瓦磨擦系数及磨损率较高。

发明内容

本发明的目的是提供铝基大功率中低速滑动轴承，它具有较高的抗拉强度及较低的摩擦系数、较低的磨损率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：铝基大功率中低速滑动轴承，包括钢制外层及铝基轴瓦，所述铝基轴瓦由如下质量比的材料制备而成：6-9%镀铜石墨粉、0.1-0.3%稀土，余量为铝合金；所述的铝合金由如下质量比的材料制备而成：0.7-1.3%铜、0.6-0.9%镁、0.9-1.5%镍、5.5-7.0%锡、0.2-0.4%硅、0.5-0.7%铁、0.05-0.1%锰、0.1-0.2%钛，余量为铝。

石墨的平面层与平面层之间以低键能的范德华力结合，在摩擦的过程中容易发生滑移；然而平面层内碳原子之间的共价键能较强，在层间产生滑移时，平面层却不会发生崩溃，因此具有优良的润滑性能，应用于本发明，使本发明可以具有较低的摩擦系数；然而石墨含量越大，此种滑动轴承的抗拉强度越小，因此，在保证此种滑动轴承不但具有较低的摩擦，同时又具有良好的拉伸性能，通过发明人的不断实验总结，石墨的含量应为6-9%。

同时，适量钛及硅的加入也有利于提高石墨在铝合金中的分布均匀度。

适量铜的加入，有利于提高铝合金的耐磨损度及延展性。

镍质坚硬具有良好的可塑性及耐腐蚀性，有利于提高铝合金的耐腐蚀性、可塑性及机械强度。

适量锡的加入有利于提高铝合金的延展性。

适量锰的加入有利于提高铝合金的抗疲劳度。

稀土的添加，可以改善本发明的物理化学性能，并提高本发明室温及高温机械性能；且可提高铝合金的流动性能；木发明添加的稀土主要是利用稀土原子在品界上偏聚与其它元素交互作用，引起晶界的结构、化学成分和能量的变化，并影响其它元素的扩散和新相的成核与长大，最终导致合金组织与性能的变化；一方面，稀土可以起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用，提高了合金轴瓦的硬度；另一方面，还能抑制这些夹杂在晶界上的偏祈；稀土加入合金中生成球状稀土硫化物或硫氧化物，取代容易形成的长条状MnS夹杂，使硫化物形状得到控制，提高了本发明的热塑性；稀土使棱角状高硬度的氧化铝夹杂转为球状硫氧化物及铝酸稀土，有利于提高本发金明的疲劳性能。

通过实验发现，纯铝基复合材料中，石墨颗粒的含量轴向变化很大，然而随着镁含量的增加，差异逐渐减小，当镁含量达到0.6-0.9%的时候，石墨颗粒含量更高，且石墨在复合材料中的浓度差更低，然而，加入过量的镁将再次导致石墨浓度差上升，因此，加入适量的镁有利于使石墨颗粒均匀分布于铝合金基体中；且通过实验发现，对于纯铝基复合材料，拉伸断口中存在大量断裂的石墨颗粒，并且以石墨颗粒为中心成为裂纹源的萌发区域，正是这些裂纹源的存在使得材料在较低强度下即生断裂；通过对断口的分析表明纯铝基复合材料的断裂方式为脆性断裂；而对于具有0.6-0.9%的镁的铝基复合材料中，拉伸断口存在的石墨颗粒很少，说明均匀分布的石墨颗粒减小了裂纹源的聚集和应力集中的可能性，使得材料具有更高的抗拉强度，且其断口处有明显的韧窝存在属于韧性断裂；同时石墨颗粒在铝合金基体中的均匀分布，使得石墨颗粒在摩擦表面形成更好的固体润湿层。

作为本发明的优选，所述稀土为铈或镧或镨或钕或其中两者的混合或其中三者的混合或此四者的混合。

作为本发明的优选，所述稀土由如下质量比的材料构成：65-70%铈、28-35%镧、0.5-1%钕、0.5-1%镨。

作为本发明的优选，所述铝基轴瓦由如下质量比的材料制备而成：8%镀铜石墨粉、0.3%稀土、1.0%铜、0.8%镁、1.2%镍、6.0%锡、0.3%硅、0.6%铁、0.08%锰、0.15%钛，余量为铝。

本发明的另一目的在于提供铝基大功率中低速滑动轴承的制造方法，它包括如下步骤：

（1）钢管的处理，依次包括如下步骤：

（a）在钢管的浇注面设置燕尾槽；

（b）进行挂锡处理；

（c）对经步骤（b）处理的钢管内壁进行镀铜处理；

（2）轴瓦材料的制备，依次包括如下步骤：

（a）将石墨粉置于熔融的铜液中，搅拌均匀，形成镀铜石墨粉；

（b）将镀铜石墨粉倒入熔融的铝合金中，搅拌均匀。

（3）对钢管进行预热，之后在钢管上离心浇注轴瓦材料，形成半成品；

（4）将步骤（3）形成的半成品进行热处理后精加工形成滑动轴承。

燕尾槽的设置有利于增加轴瓦材料增强与钢管之间的结合力；挂锡处理是提高钢管与轴瓦材料之间亲和性，镀铜处理是进一步提高钢管与轴瓦材料的结合力；石墨粉粒与铝熔体之间的润湿性极差，同时由于未经处理的石墨粉表面附着有机物，吸附有气体水分等物质更加破坏了其与铝熔体的润湿性；在石墨粉表面镀铜，以镀铜石墨粉与铝熔体结合，则有效改善了石墨粉与铝熔体之间的润湿性，从而有利于提高滑动轴承的机械性能并降低摩擦系数；在镀铜石墨粉加入时，铝熔体应已处于被搅拌状态，在倒入镀铜石墨粉时，应倒于铝熔体由于搅拌而形成的旋涡中，以有利于提高石墨粉分散的均匀度；为使熔体具有良好的流动性，同时防止高温烧损金属，通过实验表明，搅拌温度在1650-1800℃时，石墨粉含量较高，且分散均匀同时具有较好的流动性，有利于提高石墨与铝熔体之间的湿润性；随着搅拌速度的增加石墨粉的分散均匀度明显增加，石墨粉含量明显增加，但速度达到1400r/min时，石墨粉含量开始下降；因此，搅拌速度为1200-1400r/min。

作为本发明的优选，所述燕尾槽的槽深为0.5-1mm，槽底宽4.0-6.5mm；燕尾槽与钢管径向中截面之间形成的较小角为10°-15°，燕尾槽的侧壁与底面之间形成的较小角为15°-20°。

燕尾槽的槽深越深虽能提高轴瓦材料与钢管之间的结合力，但钢管本身的物理性能降低；槽底宽越大虽能提高轴瓦材料与钢管之间的结合力，但钢管本身的物理性能降低；燕尾槽的侧壁与底面之间形成的较小角越大，则燕尾槽开口越大，轴瓦材料进入燕尾槽的量越多，但轴瓦材料也易流出燕尾槽，从而影响轴瓦材料与钢管之间的结合力，同时由于此角度而产生的燕尾槽开口的大小也影响轴瓦材料与钢管之间的结合力，通过发明人的不断实验证明，燕尾槽的侧壁与底面之间形成的较小角为15°-20°最为适宜；燕尾槽与钢管径向中截面之间形成的较小角为10°-15°，是指燕尾槽倾斜于钢管的中轴线，此角度越小轴瓦与钢管之间的流动性越差，但其抗拉伸强度越小；随着此角度增大，轴瓦与钢管之间的抗拉伸强度变大，流动性增强，当此角大于18°时，其抗拉伸强度开始变弱；经发明人不断实验，发现此角度为10°-15°最为适宜。

作为本发明的优选，所述步骤（1）钢管的处理中的步骤（a）与步骤（b）之间还包括在钢管浇注面进行的喷丸步骤。

喷瓦步骤的作用是增加钢管浇注面的粗糙度，从而进一步增强轴瓦材料与钢管之间的结合力。

作为本发明的优选，所述步骤（1）钢管的处理中的步骤（b）之后还包括挂锡镍合金的步骤。

进一步提高轴瓦材料与钢管之间的亲和力以提高两者之间的结合力。

作为本发明的优选，所述铝合金的制备依次包括如下步骤：

Figure 2012100432082100002DEST_PATH_IMAGE001

依次将铜、镁、镍、锡、硅、铁、锰及钛置于坩锅中熔化后搅拌；

步骤中的金属全部熔化时，压入铝，并升高温度至1650-1800℃，继续搅拌；

Figure 2012100432082100002DEST_PATH_IMAGE003

保持搅拌，当铝完全熔化时加入稀土，当稀土全部熔化后，继续搅拌5-10min。

作为本发明的优选，所述镀铜石墨粉中铜的含量为40-50%，其余为石墨粉。

本发明还另提供一种铝基大功率中低速滑动轴承的制造方法，它依次包括如下步骤：

（1）铝合金的制备及镀铜石墨粉的制备；

（2）将镀铜石墨粉倒入熔融的铝合金中进行搅拌；

（3）将经步骤（2）合金溶液在真空下静置4-5min，静置温度为760-800℃；

（4）浇铸形成铸态复合材料；

（5）将铸态材料进行热轧形成轧带；

（6）将轧带与钢带进行复合轧制形成滑动轴承。

作为本发明的优选，所述镀铜石墨粉的制备依次包括如下步骤：

（a）表面处理：将石墨粉放置于马弗炉在350-450℃下保温30-90min，之后置于空气中冷却；

（b）使石墨粉表面具有导电性的预处理步骤；

（c）化学镀铜：在温度为35-45℃的环境下，将石墨粉与还原剂锌混合并加入适量醋酸及硫酸铝再搅拌均匀，再倒入浓度为45-55g/L的硫酸铜溶液，继续搅拌30-40min，之后将混合液用去离子水洗至中性，再将混合液倒入苯并三氮唑溶液中钝化，最后置于真空干燥箱中干燥以获得镀铜石墨粉。

步骤（a）是为了清除石墨粉表面粘覆的污物。

石墨粉表面铜镀层的优劣直接影响石墨粉与铝熔体的润湿性，由于非金属材料通常是不导电的，无法直接用电沉积方法沉积金属层，因而进行非金属镀覆的前提是使镀件表面获得一定的导电性，以使镀层与非金属基体具有良好的结合力。

铜离子的浓度直接影响石墨粉表面铜的增重率与镀层质量，因此，在锌粉用量为13g/L，醋酸用量为1ml/g，施镀温度为40℃，反应时间为40min条件下，对硫酸铜的用量进行实验，随着硫酸铜浓度由20g/L至55g/L不断提高，石墨粉表面的铜的增重率先呈线性增加，直至45g/L时，趋于平缓；因此，在保证镀层质量的基础下，又浪费过剩的铜离子，硫酸铜的浓度为45-55g/L。

醋酸的作用一方面分散石墨粉，防止其在镀液中团聚，另一方面作为弱酸来调节PH值为置换反应提供酸性环境并调节反应速度；在实验中发现，随着醋酸加入量的增加，石墨粉由团聚逐渐分散良好，且石墨粉的铜含量也不断增加，当醋酸的加入量达到0.8g/L时，铜含量的增加率明显减小，当加入量大于1g/L时，镀铜含量开始下降，因此，为使石墨粉表面具有的铜镀层，醋酸的加入量为0.8-1g/L。

同时，实验表明，随着反应温度的增加反应速度加快，当温度达到35℃时，石墨粉表面铜含量达到最大值，当温度大于45℃时，铜含量开始下降；因此，为使石墨粉表面具有良好的铜镀层，反应温度应为35-45℃。

通过实验证明，硫酸铝的加入有利于提高镀层的均匀度以进一步提高石墨粉与铝熔体之间的润湿性，镀铜石墨块与铝熔体之间的接触角减小了约60%；并控制镀铜石墨粉的粒径大致在105.15-110.12微米之间，镀层在200-250nm之间；同时由于铝离子的存在，也更有利于石墨粉与铝熔体的结合。

作为本发明的优选，所述镀铜石墨粉的制备步骤中的步骤（2）预处理，具有依次包括如下步骤：

粗化，将石墨粉置于硝酸溶液中煮沸10-20min，之后用水洗至中性后用真空抽滤机抽去水分；

敏化，将氯化亚锡加入盐酸溶液配制敏化液，氯化亚锡的浓度为20-25g/L，之后将经粗化的石墨粉置于敏化液中煮沸5-8min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽去水分；

活化，往硝酸银溶液中倒入氨水直到溶液澄清以制备活化液，再将石墨粉置于石墨粉中在25-35℃搅拌8-15min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽干。

粗化是利用硝酸的强氧化性使其与石墨基体表面发生氧化、磺化等反应，在表面生成较多极性基团，如羟基、羰基、磺基等，极大提高石墨表面亲水性，有利于电沉积反应进行，同时石墨粉在粗化液蚀刻作用下，表面形成很多凹坑，使其表面微观粗糙度增加，从而增加镀层与石墨的结合力；通过实验证明，在硝酸的浓度为20-25ml/L时，镀层与石墨之间的结合力最大。

敏化的作用是使经粗化后的石墨粉表面吸附一层还原性物质，本发明为氯化亚锡敏化液中含有的还原性二价锡离子；实验表明，当氯化亚锡浓度低于20g/L时，石墨粉聚集成块，镀层颜色较暗，效果不好，当浓度达到20g/L时，明显提高了活化效果，镀铜含量显著增加，当浓度高于25g/L时，镀铜含量增加明显平缓。

活化作用是使经敏化处理的石墨颗粒浸入含氧化剂的溶液中，使石墨表面形成一层有催化活性的金属层；实验表明，当硝酸银浓度为3-3.5g/L时，石墨粉分散较为均匀，且镀层与石墨粉的结合力较强。

作为本发明的优选，所述步骤（2）中搅拌温度为1650-1800℃，搅拌速度为1200-1400r/min。

作为本发明的优选，所述步骤（5）具有为先将铸态复合材料置于马弗炉中在400-500℃下均匀化4-5h，然后在轧制，轧制速度为7-9m/min，开轧的温度为400-450℃，终轧温度为350-400℃，最后在300-350℃下退火1-1.5h，以形成轧带。

上述热轧方式，使轧带的成品率达到99.8%，同时也有利于提高轧带的机械强度，相比铸态复合材料，轧带的抗拉强度增加了48%，延伸率提高了100%。

作为本发明的优选，所述步骤（6）具有为先将钢板进行酸洗再刷铁，将轧带刷铝，再将两者置于马弗炉中在450-500℃下保温0.5-1h，然后在轧制温度为450-500℃下轧制复合，最后在350-400℃下退火1-2h。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明提供的铝基大功率中低速滑动轴承具有良好的抗拉强度与较低的摩擦系数且此种铝基大功率中低速滑动轴承特别适用于船舶用，普通的船用轴承其使用功率较低，可靠性较差，寿命较短，本发明提供的铝基大功率中低速滑动轴承不仅具有较高的使用功率，且寿命较长，更具有优良的抗疲劳强度、顺应性、结合强度等性能，为船舶航提供较高的可靠性。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种铝基大功率中低速滑动轴承，包括钢制外层及铝基轴瓦，所述铝基轴瓦由如下质量比的材料制备而成：6%镀铜石墨粉、0.1%稀土，余量为铝合金；所述的铝合金由如下质量比的材料制备而成：0.7%铜、0.6%镁、0.9%镍、5.5%锡、0.2%硅、0.5%铁、0.05%锰、0.1%钛，余量为铝。

所述稀土为铈或镧或镨或钕或其中两者的混合或其中三者的混合或此四者的混合；本实施例的稀土由如下质量比的材料构成：65%铈、34%镧、0.5%钕、0.5%镨。

上述铝基大功率中低速滑动轴承的制备方法，它包括如下步骤：

（1）10号钢管的处理，依次包括如下步骤：

（a）在钢管的浇注面设置燕尾槽；所述燕尾槽的槽深为0.5mm，槽底宽4.0mm；燕尾槽与钢管径向中截面之间形成的较小角为10°，燕尾槽的侧壁与底面之间形成的较小角为15°；

（b）对钢管浇注面进行喷丸处理并清洗；

（c）进行挂锡处理；

（d）进行挂锡镍合金处理；

（e）对经步骤（d）处理的钢管表面进行镀铜处理；

（2）轴瓦材料的制备，依次包括如下步骤：

（a）将石墨粉置于熔融的铜液中，搅拌均匀，形成镀铜石墨粉；镀铜石墨粉中铜的含量为40-50%，其余为石墨粉；

（b）将镀铜石墨粉倒入熔融的铝合金中，搅拌均匀；搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为8min，搅拌温度为1650℃；

（3）对钢管进行预热，预热温度为450℃，之后在钢管上离心浇注轴瓦材料，形成半成品；

上述铝合金的制备依次包括如下步骤：

步骤

中的金属全部熔化时，压入铝，并升高温度至1650℃，继续搅拌；

保持搅拌，当铝完全熔化时加入稀土，当稀土全部熔化后，继续搅拌5min。

实施例2：一种铝基大功率中低速滑动轴承，包括钢制外层及铝基轴瓦，所述铝基轴瓦由如下质量比的材料制备而成：9%镀铜石墨粉、0.3%稀土，余量为铝合金；所述的铝合金由如下质量比的材料制备而成：1.3%铜、0.9%镁、1.5%镍、7.0%锡、0.4%硅、0.7%铁、0.1%锰、0.2%钛，余量为铝。

所述稀土为铈或镧或镨或钕或其中两者的混合或其中三者的混合或此四者的混合；本实施例的稀土由如下质量比的材料构成：70%铈、28%镧、1%钕、1%镨。

（1）10号钢管的处理，依次包括如下步骤：

（a）在钢管的浇注面设置燕尾槽；所述燕尾槽的槽深为1mm，槽底宽6.5mm；燕尾槽与钢管径向中截面之间形成的较小角为15°，燕尾槽的侧壁与底面之间形成的较小角为20°；

（b）对钢管浇注面进行喷丸处理并清洗；

（c）进行挂锡处理；

（d）进行挂锡镍合金处理；

（e）对经步骤（d）处理的钢管表面进行镀铜处理；

（2）轴瓦材料的制备，依次包括如下步骤：

（b）将镀铜石墨粉倒入熔融的铝合金中，搅拌均匀，搅拌速度为1400r/min，搅拌温度为1800℃，搅拌时间为10min；

上述铝合金的制备依次包括如下步骤：

步骤

中的金属全部熔化时，压入铝，并升高温度至1800℃，继续搅拌；

保持搅拌，当铝完全熔化时加入稀土，当稀土全部熔化后，继续搅拌10min。

实施例3：一种铝基大功率中低速滑动轴承，包括钢制外层及铝基轴瓦，所述铝基轴瓦由如下质量比的材料制备而成：8%镀铜石墨粉、0.3%稀土，余量为铝合金；所述的铝合金由如下质量比的材料制备而成：1%铜、0.8%镁、1.2%镍、6.0%锡、0.3%硅、0.6%铁、0.08%锰、0.15%钛，余量为铝。

所述稀土为铈或镧或镨或钕或其中两者的混合或其中三者的混合或此四者的混合；本实施例的稀土由如下质量比的材料构成：68%铈、30%镧、1%钕、1%镨。

（1）钢管的处理，依次包括如下步骤：

（a）在钢管的浇注面设置燕尾槽；所述燕尾槽的槽深为0.8mm，槽底宽5.5mm；燕尾槽与钢管径向中截面之间形成的较小角为12°，燕尾槽的侧壁与底面之间形成的较小角为18°；

（b）对钢管浇注面进行喷丸处理并清洗；

（c）进行挂锡处理；

（d）进行挂锡镍合金处理；

（e）对经步骤（d）处理的钢管表面进行镀铜处理；

（2）轴瓦材料的制备，依次包括如下步骤：

（a）将石墨粉置于熔融的铜液中，搅拌均匀，形成镀铜石墨粉；镀铜石墨粉中铜的含量为45%，其余为石墨粉；

（b）将镀铜石墨粉倒入熔融的铝合金中，搅拌均匀；搅拌速度为1300r/min，搅拌温度为1700℃，搅拌时间为9min；

（3）对钢管进行预热，预热温度为500℃，之后在钢管上离心浇注轴瓦材料，形成半成品；

上述铝合金的制备依次包括如下步骤：

步骤

中的金属全部熔化时，压入铝，并升高温度至1700℃，继续搅拌；

保持搅拌，当铝完全熔化时加入稀土，当稀土全部熔化后，继续搅拌8min。

实施例4：与实施例1或2或3的区别之处在于，铝基大功率中低速滑动轴承的制备方法，依次包括如下步骤：

（1）铝合金的制备及镀铜石墨粉的制备；

（2）将镀铜石墨粉倒入熔融的铝合金中进行搅拌，搅拌温度为1650℃，搅拌速度为1200r/min；

（3）将经步骤（2）合金溶液在真空下静置4min,静置温度为760℃；

（4）浇铸形成铸态复合材料；

（5）将铸态材料进行热轧形成轧带：先将铸态复合材料置于马弗炉中在400℃下均匀化4h，然后在轧制，轧制速度为7m/min，开轧的温度为400℃，终轧温度为350℃，最后在300℃下退火1h，以形成轧带；

（6）将轧带与钢带进行复合轧制形成滑动轴承：先将钢板进行酸洗再刷铁，将轧带刷铝，再将两者置于马弗炉中在450℃下保温0.5h，然后在轧制温度为450℃下轧制复合，最后在350℃下退火1h。

步骤（1）中镀铜石墨粉的制备依次包括如下步骤：

（a）表面处理：将石墨粉放置于马弗炉在350℃下保温30min，之后置于空气中冷却；

（b）使石墨粉表面具有导电性的预处理；

（c）化学镀铜：在温度为35℃的环境下，将石墨粉与锌混合并加入适量醋酸及硫酸铝再搅拌均匀，再倒入浓度为45g/L的硫酸铜溶液，继续搅拌30min，之后将混合液用去离子水洗至中性，再将混合液倒入苯并三氮唑溶液中钝化，最后置于真空干燥箱中干燥以获得镀铜石墨粉；醋酸的加入量为0.8g/L。

上述镀铜石墨粉的制备步骤中的步骤（b）预处理，依次包括如下步骤：

粗化，将石墨粉置于硝酸溶液中煮沸10min，之后用水洗至中性后用真空抽滤机抽去水分；硝酸的浓度为20ml/L；

敏化，将氯化亚锡加入盐酸溶液配制敏化液，氯化亚锡的浓度为20g/L，之后将经粗化的石墨粉置于敏化液中煮沸5min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽去水分；

活化，往硝酸银溶液中倒入氨水直到溶液澄清以制备活化液，再将石墨粉置于活化液中在25℃搅拌8min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽干；硝酸银浓度为3g/L。

实施例5：与实施例1或2或3的不同之处在于，

铝基大功率中低速滑动轴承的制备方法，依次包括如下步骤：

（1）铝合金的制备及镀铜石墨粉的制备；

（2）将镀铜石墨粉倒入熔融的铝合金中进行搅拌，搅拌温度为1800℃，搅拌速度为1400r/min；

（3）将经步骤（2）合金溶液在真空下静置5min,静置温度为800℃；

（4）浇铸形成铸态复合材料；

（5）将铸态材料进行热轧形成轧带：先将铸态复合材料置于马弗炉中在500℃下均匀化5h，然后在轧制，轧制速度为9m/min，开轧的温度为450℃，终轧温度为400℃，最后在350℃下退火1.5h，以形成轧带；

（6）将轧带与钢带进行复合轧制形成滑动轴承：先将钢板进行酸洗再刷铁，将轧带刷铝，再将两者置于马弗炉中在500℃下保温1h，然后在轧制温度为500℃下轧制复合，最后在400℃下退火2h。

步骤（1）中镀铜石墨粉的制备依次包括如下步骤：

（a）表面处理：将石墨粉放置于马弗炉在450℃下保温90min，之后置于空气中冷却；

（b）使石墨粉表面具有导电性的预处理；

（c）化学镀铜：在温度为45℃的环境下，将石墨粉与锌混合并加入适量醋酸及硫酸铝再搅拌均匀，再倒入浓度为55g/L的硫酸铜溶液，继续搅拌40min，之后将混合液用去离子水洗至中性，再将混合液倒入苯并三氮唑溶液中钝化，最后置于真空干燥箱中干燥以获得镀铜石墨粉；醋酸的加入量为1g/L。

粗化，将石墨粉置于硝酸溶液中煮沸20min，之后用水洗至中性后用真空抽滤机抽去水分；硝酸的浓度为25ml/L；

敏化，将氯化亚锡加入盐酸溶液配制敏化液，氯化亚锡的浓度为25g/L，之后将经粗化的石墨粉置于敏化液中煮沸8min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽去水分；

活化，往硝酸银溶液中倒入氨水直到溶液澄清以制备活化液，再将石墨粉置于活化液中在35℃搅拌15min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽干；硝酸银浓度为3.5g/L。

实施例6：与实施例1或2或3的不同之处在于，

（1）铝合金的制备及镀铜石墨粉的制备；

（2）将镀铜石墨粉倒入熔融的铝合金中进行搅拌，搅拌温度为1700℃，搅拌速度为1300r/min；

（3）将经步骤（2）合金溶液在真空下静置4.5min,静置温度为780℃；

（4）浇铸形成铸态复合材料；

（5）将铸态材料进行热轧形成轧带：先将铸态复合材料置于马弗炉中在450℃下均匀化4.5h，然后在轧制，轧制速度为8m/min，开轧的温度为430℃，终轧温度为380℃，最后在330℃下退火1.2h，以形成轧带；

（6）将轧带与钢带进行复合轧制形成滑动轴承：先将钢板进行酸洗再刷铁，将轧带刷铝，再将两者置于马弗炉中在480℃下保温0.8h，然后在轧制温度为480℃下轧制复合，最后在360℃下退火1.5h。

步骤（1）中镀铜石墨粉的制备依次包括如下步骤：

（a）表面处理：将石墨粉放置于马弗炉在400℃下保温60min，之后置于空气中冷却；

（b）使石墨粉表面具有导电性的预处理；

（c）化学镀铜：在温度为40℃的环境下，将石墨粉与锌混合并加入适量醋酸及硫酸铝再搅拌均匀，再倒入浓度为50g/L的硫酸铜溶液，继续搅拌35min，之后将混合液用去离子水洗至中性，再将混合液倒入苯并三氮唑溶液中钝化，最后置于真空干燥箱中干燥以获得镀铜石墨粉；醋酸的加入量为0.9g/L。

粗化，将石墨粉置于硝酸溶液中煮沸15min，之后用水洗至中性后用真空抽滤机抽去水分；硝酸的浓度为23ml/L；

敏化，将氯化亚锡加入盐酸溶液配制敏化液，氯化亚锡的浓度为22g/L，之后将经粗化的石墨粉置于敏化液中煮沸7min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽去水分；

活化，往硝酸银溶液中倒入氨水直到溶液澄清以制备活化液，再将石墨粉置于活化液中在30℃搅拌12min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽干；硝酸银浓度为3.2g/L。

下表为各实施例中滑动轴承的部分性能及参考的标准：

Figure 2012100432082100002DEST_PATH_IMAGE004

上述硬度检测参考GB639-86《金属布式硬度试验方法》；抗拉伸强度检测参考GB228-87《金属拉伸试验方法》。

下表为各实施例中的部分性能与对比件的比较：

Figure 2012100432082100002DEST_PATH_IMAGE005

对比件为期刊名为《机械工程材料》2003年7月公布的第27卷第7期《新型铝基滑动轴承合金的性能与应用》中所述的TZS88。

磨损性能的检测参考GB12444.1-90《金属磨损试验方法 MM磨损试验》。

Claims

1.铝基大功率中低速滑动轴承的制备方法，该种铝基大功率中低速滑动轴承包括钢制外层及铝基轴瓦，所述铝基轴瓦由如下质量比的材料制备而成： 6-9%镀铜石墨粉、0.1-0.3%稀土，余量为铝合金；所述的铝合金由如下质量比的材料制备而成：0.7-1.3%铜、0.6-0.9%镁、0.9-1.5%镍、5.5-7.0%锡、0.2-0.4%硅、0.5-0.7%铁、0.05-0.1%锰、0.1-0.2%钛，余量为铝；

所述稀土由如下质量比的材料构成：65-70%铈、28-34%镧、0.5-1%钕、0.5-1%镨；

其特征在于，它包括如下步骤：

（1）钢管，即所述钢制外层的处理，依次包括如下步骤：

（a）在钢管的浇注面设置燕尾槽；

（b）进行挂锡处理；

（c）对经步骤（b）处理的钢管内壁进行镀铜处理；

（2）轴瓦材料的制备，依次包括如下步骤：

（a）将石墨粉置于熔融的铜液中，搅拌均匀,形成镀铜石墨粉；

（b）将镀铜石墨粉倒入熔融并加入有稀土的铝合金中，搅拌均匀；

（4）将步骤（3）形成的半成品进行热处理后精加工形成滑动轴承;

所述铝合金的制备以及铝合金中加入稀土的方法依次包括如下步骤：

①依次将铜、镁、镍、锡、硅、铁、锰及钛置于坩锅中熔化后搅拌；

②步骤①中的金属全部熔化时，压入铝，并升高温度至1650-1800℃，继续搅拌，进而形成铝合金；

③保持搅拌，当铝完全熔化时加入稀土，当稀土全部熔化后，继续搅拌5-10min。

2.根据权利要求1所述的铝基大功率中低速滑动轴承的制备方法，其特征在于，所述燕尾槽的槽深为0.5-1mm，槽底宽4.0-6.5mm；燕尾槽与钢管径向中截面之间形成的较小角为10°-15°，燕尾槽的侧壁与底面之间形成的较小角为15°-20°。

3.根据权利要求1所述的铝基大功率中低速滑动轴承的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）钢管的处理中的步骤（a）与步骤（b）之间还包括在钢管浇注面进行的喷丸步骤。

4.根据权利要求1所述的铝基大功率中低速滑动轴承的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）钢管的处理中的步骤（b）与步骤（c）之间还具有挂锡镍合金的步骤。

5.根据权利要求1所述的铝基大功率中低速滑动轴承的制备方法，其特征在于，所述镀铜石墨粉中铜的含量为40-50%，其余为石墨粉。