CN102900767A - 一种轴瓦 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴瓦，由钢背层、铝合金基底层、减磨层组成，其中铝合金基底层设置在钢背层上，减摩层设置在铝合金基底层上，其特征在于：所述铝合金基底层由锡铝合金组成；所述减摩层由镍、二硫化钼、聚酰亚胺、石墨组成。本发明具有减摩性好、耐高温、耐腐蚀、高强度且环保的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴瓦。
背景技术
轴瓦，学名滑动轴承，一般是用于保护轴的元件。主要作用有：1、支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度；2、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损。轴瓦作为发动机最关键的零件之一，轴瓦的性能好坏直接影响着发动机的性能。随着内燃机向高速、高载、环保方向发展，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。近年来，随着经济的发展，人们对汽车的需求不断增加，环境的污染问题越来越受到人们的关注。随着人们环境保护意识的增强，内燃机对轴瓦还要具有良好的环保性能。
由于传统的铝合金轴瓦中铝合金的强度比不上铜合金的强度，一般只能应用在中低承载内燃机上不能运用于高载环境；但是由于铝合金成本低、质量轻，因此铝合金轴瓦仍旧是滑动轴承材料开发的一个重要方向。所以我们现在需要研制出新的减摩性好、耐高温、耐腐蚀的高强度铝合金轴瓦。
发明内容
本发明目的是克服现有技术的缺陷提供一种减摩性好、耐高温、耐腐蚀、高强度且环保的铝合金轴瓦。
本发明的技术方案：
本发明公开了一种轴瓦，由钢背层、铝合金基底层、减磨层组成，其中铝合金基底层设置在钢背层上，减摩层设置在铝合金基底层上，其特征在于：所述铝合金基底层由锡铝合金组成；所述减摩层由镍、二硫化钼、聚酰亚胺、石墨组成。
所述锡铝合金为高锡铝，按重量百分比计为：
铜0.7%~1.3%，锡17.5%~22.5%，余量为铝；
或铜0.7%~1.3%，镍0～0.1%，硅0～0.7%，铁0～0.7%，锰0～0.7%，钛0～0.2%，锡17.5%~22.5%，余量为铝；
或铜0.7%~1.3%，硅0～0.7%，铁0～0.7%，锰0～0.3%，锡17.5%~22.5%，余量为铝；
三种组分中的任意一种。
所述锡铝合金为中锡铝，按重量百分比计为：
铜0.4%~1.3%，镍0～0.1%，硅1.8～3.5%，铁0～0.7%，锰0～0.35%，钛0～0.1%，锡10.0%~14.0%，铅0～2.5%，余量为铝；
或铜0.9%~1.3%，硅3.0～5.0%，锡10.0%~14.0%，余量为铝；
两种组分中的任意一种。
所述锡铝合金为低锡铝，按重量百分比计为：铜0.7%~1.3%，镍0～1.3%，硅0～1.7%，铁0～0.7%，锰0～0.7%，钛0～0.2%，锡5.5%~7.0%，余量为铝。
所述高锡铝按重量百分比计具体数值为：
铜1%，锡20%，余量为铝；
或铜1%，镍0.05%，硅0.35%，铁0.35%，锰0.35%，钛0.1%，锡20%，余量为铝；
或铜1%，硅0.35%，铁0.35%，锰0.15%，锡20%，余量为铝；
三种组分中的任意一种。
所述中锡铝按重量百分比计具体数值为：
铜0.85%，镍0.05%，硅2.65%，铁0.35%，锰0.17%，钛0.05%，锡12%，铅1.25%，余量为铝；
或铜1.1%，硅4%，锡12%，余量为铝；
两种组分中的任意一种。
所述低锡铝按重量百分比计具体数值为：铜1%，镍0.7%，硅0.9%，铁0.35%，锰0.35%，钛0.1%，锡6.25%，余量为铝。
所述减摩层，按重量百分比计为：镍0.5~25%、二硫化钼5~30%、聚酰亚胺50~79.5%、石墨1~44.5%。
所述减摩层，按重量百分比计为：镍12.25%、二硫化钼12.5%、聚酰亚胺53.5%、石墨21.75%。
所述减摩层，按重量百分比计为：镍14.5%、二硫化钼5%、聚酰亚胺79.5%、石墨1%。
所述减摩层，按重量百分比计为：镍0.5%、二硫化钼25%、聚酰亚胺67.5%、石墨7%。
所述减摩层，按重量百分比计为：镍21%、二硫化钼7.5%、聚酰亚胺59%、石墨12.5%。
本发明的有益效果：一、成本低、节约资源，本发明轴瓦的基底层与减磨层之间不需镍栅层来防止二者之间直接接触相互扩散的问题，本发明采用铝合金基底层，在基底层之上直接喷涂本发明中所述的减磨层，本发明基底层的主要成分不是铜，不会扩散到减摩层，引起减摩层的性能下降；由于省去了必须由贵重的稀有金属制成的栅层，这就大大降低了轴瓦的生产成本，且避免资源浪费；二、本发明轴瓦由于在铝合金的外层还含有一层减摩层，使得轴瓦的抗疲劳强度高达100MPa以上，而现有的铝合金轴瓦的承载能力一般比较低；三、本发明轴瓦的减摩性能较高，本发明的减摩层的摩擦因子可达0.1以下，普通不含减磨层的铝合金的摩擦因子为0.45以上；四、轴瓦的耐腐蚀性、耐高温能力优良；经测试，其耐腐蚀性能优于传统的铝合金材料，耐温达到250度以上；五、本发明铝合金基底层和减摩层均不含铅等有毒元素，适合无铅铝合金的大批量运用，符合汽车发展的方向。
附图说明：
图1、本发明一种轴瓦的结构示意图。
具体实施方式
根据图1所示，本发明由钢背层1、铝合金基底层2、减磨层3组成，其中铝合金基底层2设置在钢背层1上，减摩层3设置在铝合金基底层2上；所述钢背层1为优质低碳钢组成。
本发明轴瓦的加工方法为：首先将铝合金基底层浇铸到钢背层上；然后将上述材料采用冲弯切削工艺加工成轴瓦的形状；接下来将减摩层的各组分镍（Ni）、二硫化钼（MoS2）、聚酰亚胺（PI）、石墨进行化学配比并放入高温枪内，在高压下迅速喷射到铝合金基底层上，减摩层的厚度控制在0.2~0.5mm，即完成本发明轴瓦的加工过程。
实施例1
一种轴瓦，铝合金基底层的组分按重量百分比计为：铜0.7%，锡22.5%，余量为铝；减摩层组分按重量百分比计为：镍20%、二硫化钼12%、聚酰亚胺61%、石墨7%。
实施例2
一种轴瓦，铝合金基底层的组分按重量百分比计为：铜0.4%，镍0.01%，硅1.8%，铁0.1%，锰0.35%，钛0.1%，锡10.0%，铅0.1%，余量为铝；减摩层组分按重量百分比计为：镍5%、二硫化钼27%、聚酰亚胺51%、石墨17%。
实施例3
一种轴瓦，铝合金基底层的组分按重量百分比计为：低锡铝按重量百分比计为：铜0.7%，镍0.1%，硅1.7%，铁0.1%，锰0.7%，钛0.2%，锡5.5%，余量为铝；减摩层组分按重量百分比计为：镍3%、二硫化钼8%、聚酰亚胺57%、石墨32%。
实施例4
一种轴瓦，铝合金基底层的组分按重量百分比计为：铜1.3%，镍0.01%，硅0.7%，铁0.7%，锰0.7%，钛0.2%，锡17.5%，余量为铝；减摩层，按重量百分比计为：镍12.25%、二硫化钼12.5%、聚酰亚胺53.5%、石墨21.75%。
实施例5
一种轴瓦，铝合金基底层的组分按重量百分比计为：铜1.3%，硅5.0%，锡14.0%，余量为铝；减摩层，按重量百分比计为：镍14.5%、二硫化钼5%、聚酰亚胺79.5%、石墨1%。
实施例6
一种轴瓦，铝合金基底层的组分按重量百分比计为：铜1%，硅0.35%，铁0.35%，锰0.15%，锡20%，余量为铝；减摩层，按重量百分比计为：镍0.5%、二硫化钼30%、聚酰亚胺50%、石墨19.5%。
本发明与比较例的性能比较如下表1：
表中减摩层材料的抗疲劳强度采用“蓝宝石疲劳试验台”测试。强锡合金镀层作为本申请的减摩层材料，抗疲劳强度在100MPa测试时，产品合格。
耐磨损性采用“磨损试验机”对比测试，本发明均表现出了优异的性能。
Claims (9)
1.一种轴瓦，由钢背层、铝合金基底层、减磨层组成，其中铝合金基底层设置在钢背层上，减摩层设置在铝合金基底层上，其特征在于：所述铝合金基底层由锡铝合金组成；所述减摩层由镍、二硫化钼、聚酰亚胺、石墨组成。
2.根据权利要求1所述的一种轴瓦，其特征在于：所述锡铝合金为高锡铝，按重量百分比计为：
铜0.7%~1.3%，锡17.5%~22.5%，余量为铝；
或铜0.7%~1.3%，镍0～0.1%，硅0～0.7%，铁0～0.7%，锰0～0.7%，钛0～0.2%，锡17.5%~22.5%，余量为铝；
或铜0.7%~1.3%，硅0～0.7%，铁0～0.7%，锰0～0.3%，锡17.5%~22.5%，余量为铝；
三种组分中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种轴瓦，其特征在于：所述锡铝合金为中锡铝，按重量百分比计为：
铜0.4%~1.3%，镍0～0.1%，硅1.8～3.5%，铁0～0.7%，锰0～0.35%，钛0～0.1%，锡10.0%~14.0%，铅0～2.5%，余量为铝；
或铜0.9%~1.3%，硅3.0～5.0%，锡10.0%~14.0%，余量为铝；
两种组分中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种轴瓦，其特征在于：所述锡铝合金为低锡铝，按重量百分比计为：铜0.7%~1.3%，镍0～1.3%，硅0～1.7%，铁0～0.7%，锰0～0.7%，钛0～0.2%，锡5.5%~7.0%，余量为铝。
5.根据权利要求1所述的一种轴瓦，其特征在于：所述减摩层，按重量百分比计为：镍0.5~25%、二硫化钼5~30%、聚酰亚胺50~79.5%、石墨1~44.5%。
6.根据权利要求5所述的一种轴瓦，其特征在于：所述减摩层，按重量百分比计为：镍12.25%、二硫化钼12.5%、聚酰亚胺53.5%、石墨21.75%。
7.根据权利要求5所述是一种轴瓦，其特征在于：所述减摩层，按重量百分比计为：镍14.5%、二硫化钼5%、聚酰亚胺79.5%、石墨1%。
8.根据权利要求5所述是一种轴瓦，其特征在于：所述减摩层，按重量百分比计为：镍0.5%、二硫化钼25%、聚酰亚胺67.5%、石墨7%。
9.根据权利要求5所述是一种轴瓦，其特征在于：所述减摩层，按重量百分比计为：镍21%、二硫化钼7.5%、聚酰亚胺59%、石墨12.5%。
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