CN104454999A - 一种用于轴瓦基底层的合金材料CuSn10Bi3 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种合金材料，具体是一种用于轴瓦基底层的合金材料CuSn10Bi3，其特征在于：由以下重量百分比的成分组成，Bi：2.8-3.6%;Sn：9.0-11.0%;P：0.03%；余量为Cu，该合金材料可完全替代传统含铅的轴瓦基底层的强度、耐磨以及其他各种性能，同时又摒除污染性金属，确保生产和使用清洁。
Description
技术领域
本发明涉及一合金材料，具体是一种用于轴瓦基底层的合金材料CuSn10Bi3。
背景技术
目前标准轴瓦材料从内到外分为二层：钢背和烧结在钢背上的青铜基底层。其中青铜基底层为轴承的工作面，该坚固的轴承面用以承受使用时轴承上的载荷，此轴承面还必须具备耐磨和抗咬合性能，为达到这种效果通常是对青铜合金添加额外的合金组分，尤其是添加铅，以往铅是轴承合金最重要的润滑剂，以往这种青铜基底层材料最具代表性的是CuPb10Sn10。但出于环保要求，目前各个轴瓦制造厂商都在研究铅的替代物，但在大多数种类轴承的应用过程中尚无一明显可完全替代铅又不过于牺牲强度、耐磨及其他各种性能的合金材料。
发明内容
本发明目的在于提供一种无铅环保但性能等同甚至优于传统含铅合金的用于轴瓦基底层的合金材料CuSn10Bi3。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于轴瓦基底层的合金材料CuSn10Bi3,由以下重量百分比的成分组成：Bi：2.8-3.6%;Sn：9.0-11.0%;P：0.03%；余量为Cu。
本发明的优选方案是：
一种用于轴瓦基底层的合金材料CuSn10Bi3，由以下重量百分比的成分组成：Bi：3%;Sn：10%;P：0.03%；余量为Cu。
附图说明
图1为对本发明合金材料CuSn10Bi3和传统合金材料CuPb10Sn10进行摩擦磨损实验加载示意图。
图2为对本发明合金材料CuSn10Bi3和传统合金材料CuPb10Sn10进行摩擦磨损试验时摩擦系数曲线对比图。
图3为 为对本发明合金材料CuSn10Bi3和传统合金材料CuPb10Sn10进行摩擦磨损试验时磨损量对比图。
图4为本发明产品在德国蔡司电镜下放大100倍观察剖面状况图。
图5为CuPb10Sn10合金材料在德国蔡司电镜下放大100倍观察剖面状况图。
具体实施方式
一种用于轴瓦基底层的合金材料CuSn10Bi3，由以下重量百分比的成分组成，Bi：3%;Sn：10%;P：0.03%；余量为Cu。
结合附图对该配方配比的合金材料CuSn10Bi3与传统含铅合金材料CuPb10Sn10在同等实验条件下进行耐磨、摩擦性能试验比对所得数如下：
样品尺寸：37×37×2mm。
对磨件：45#钢，硬度HRC42~52，表面粗糙度Ra0.4。
试验设备：HDM-20型端面摩擦磨损试验机。
如图1所示，试验条件：线速度为1.0m/s，浸油润滑，试验载荷从800N开始先跑合15min，再加载到1200N试验10min，然后每隔10min加载一次，每次载荷增加幅度为400N直到出现摩擦系数突然上升和摩擦副表面温度急剧升高的情况时，则停止试验。
由图2可以看出，在中低载下工况下，CuSn10Bi3的摩擦系数比CuPb10Sn10的要低；随着载何增加，CuSn10Bi3的摩擦系数与CuPb10Sn10的接近，最终高于CuPb10Sn10的摩擦系数。
图3可看出CuSn10Bi3与CuPb10Sn10磨损量接近。在中低载何下，CuSn10Bi3的性能优于CuPb10Sn10的。
结合图4、图5可见，CuSn10Bi3合金材料与CuPb10Sn10合金材料在放大条件下观察致密度相当，可以取代双金属轴承材料CuSn10Pb10使用。
Claims (2)
1. 一种用于轴瓦基底层的合金材料合金材料CuSn10Bi3,其特征在于：由以下重量百分比的成分组成，Bi：2.8-3.6%;Sn：9.0-11.0%;P：0.03%；余量为Cu。
2. 按权利要求1所述用于轴瓦基底层的合金材料合金材料CuSn10Bi3，其特征在于：由以下重量百分比的成分组成，Bi：3%;Sn：10%;P：0.03%；余量为Cu。
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