CN105195703A - 一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，包括以下步骤：a)制备锻件毛坯、b)第一次回火、c)初加工、d)第二次回火、e)精加工、f)烧结、j)浇注合成等工艺，本发明通过将钢基铜合金双金属合成达到抗高压、抗强拉、抗扭曲、耐高温、耐摩擦和耐高速，采用新工艺进行钢基铜合金双金属合成能够复合牢固，延长使用寿命。

Description

一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺
【技术领域】
本发明涉及一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，适用于外圆钢基内圆铜合金复合滑动轴瓦、钢基铜合金上、下复合滑动轴瓦、内圆钢基外圆铜合金复合滑动轴瓦、钢基铜合金复合上、下片滑动轴瓦的生产应用。
【背景技术】
滑动轴瓦发展过程：滑动轴瓦从漫长的原始时期低端的木制品滑动轴瓦、铁制品滑动轴瓦、铜制品滑动轴瓦(18世纪前甚至到19世纪中叶前)，滑动轴瓦产品的转速都在百转之内。发展中期的19世纪的中叶开始特别是20世纪后期，滑动轴瓦进入了一个全面发展时期，局部进入了一个高速发展竞争时期(国家、行业、企业之间)，滑动轴瓦产品出现了优质钢合金轴瓦；优质铜合金轴瓦；钢基锡合金轴瓦(钢基巴氏合金轴瓦)。转速达到了几千转，几万转(西方发达国家甚至达到了十万转以上)。21世纪滑动轴瓦更进入了一个全面高速竞争时期，滑动轴瓦常规产品在提升质量的同时,会向抗高压、抗强拉、抗扭曲、耐高温、耐摩擦、耐高速、复合牢固的高尖端方向发展。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，能够抗高压、抗强拉、抗扭曲、耐高温、耐摩擦、耐高速、复合牢固。
为实现上述目的，本发明提出了一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，包括以下步骤：
a)制备锻件毛坯：将选用的钢基材料经过锻打形成锻件毛坯；
b)第一次回火：将锻件毛坯经过电炉回火2次处理除氢，形成锻件毛坯成品，回火温度为：650～750度；
c)初加工：将锻件毛坯成品经过车铣切削工艺加工形成浇铸半成品工件；
d)第二次回火：将浇铸半成品工件经过电炉回火处理除氢1次，回火温度为：650～750度；
e)精加工：将回火处理后的浇铸半成品工件经过车铣切削工艺加工形成钢基浇铸工件成品备用；
f)烧结：将选用的铜合金材料通过烧结炉烧结脱氧，烧结温度为：950～1050度，烧结时间为：2～3小时；
j)浇注合成：将烧结后的铜合金材料融化成铜合金液体，通过浇注设备浇注脱氧铜合金液体到钢基浇铸工件成品的复合面上，并通过离心机等动力设备带动钢基浇铸工件成品转动进行合成，形成钢基铜合金双金属合成新型材料，浇铸温度为：1100～1200度，浇铸时间为2～3小时，离心机转速为：1000转～1500转。
作为优选，所述钢基浇铸工件成品的复合面上设有若干燕尾槽。
作为优选，所述a)制备锻件毛坯步骤中钢基材料为20#钢、35#钢、45#钢、304不锈钢或1Cr11Ni2W2MoV钢。
作为优选，所述b)第一次回火步骤中回火温度为：700度。
作为优选，所述d)第二次回火步骤中回火温度为：700度。
作为优选，所述f)烧结步骤中烧结温度为：1000度，烧结时间为：2.5小时。
作为优选，所述f)烧结步骤中铜合金材料为6-6-3锡青铜、10-1锡青合金铜或10-10铅青合金铜。
j)浇注合成步骤中浇铸温度为：1150度，浇铸时间为2.5小时，离心机转速为：1250转.
本发明的有益效果：本发明通过将钢基铜合金双金属合成达到抗高压、抗强拉、抗扭曲、耐高温、耐摩擦和耐高速，采用新工艺进行钢基铜合金双金属合成能够复合牢固，延长使用寿命，钢基浇铸工件成品的复合面上设有若干燕尾槽进一步加强复合牢固。
【具体实施方式】
本发明一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，包括以下步骤：
a)制备锻件毛坯：将选用的钢基材料经过锻打形成锻件毛坯；
b)第一次回火：将锻件毛坯经过电炉回火2次处理除氢，形成锻件毛坯成品，回火温度为：650～750度；
c)初加工：将锻件毛坯成品经过车铣切削工艺加工形成浇铸半成品工件；
d)第二次回火：将浇铸半成品工件经过电炉回火处理除氢1次，回火温度为：650～750度；
e)精加工：将回火处理后的浇铸半成品工件经过车铣切削工艺加工形成钢基浇铸工件成品备用；
f)烧结：将选用的铜合金材料通过烧结炉烧结脱氧，烧结温度为：950～1050度，烧结时间为：2～3小时；
j)浇注合成：将烧结后的铜合金材料融化成铜合金液体，通过浇注设备浇注脱氧铜合金液体到钢基浇铸工件成品的复合面上，并通过离心机等动力设备带动钢基浇铸工件成品转动进行合成，形成钢基铜合金双金属合成新型材料，浇铸温度为：1100～1200度，浇铸时间为2～3小时，离心机转速为：1000转～1500转。
所述钢基浇铸工件成品的复合面上设有若干燕尾槽，所述a)制备锻件毛坯步骤中钢基材料为20#钢、35#钢、45#钢、304不锈钢或1Cr11Ni2W2MoV钢，所述b)第一次回火步骤中回火温度为：700度，所述d)第二次回火步骤中回火温度为：700度，所述f)烧结步骤中烧结温度为：1000度，烧结时间为：2.5小时，所述f)烧结步骤中铜合金材料为6-6-3锡青铜、10-1锡青合金铜或10-10铅青合金铜，所述j)浇注合成步骤中浇铸温度为：1150度，浇铸时间为2.5小时，离心机转速为：1250转。
钢基材料锻打形成锻件毛坯的热锻厂家为：诸暨虹绢重工机械有限公司、诸暨市昊腾锻件有限公司或诸暨市宏松锻件有限公司。
20#钢：抗拉强度320MPa～340MPa,伸长率22％～24％，硬度103HB～156HB.特性和用途：冷变形塑性高，一般供弯曲、压延用，为了获得好的深冲压延性能，板材应正火或高温回火。用于不经受很大应力而要求很高韧性的机械零件，如杠杆、轴套、螺钉、起重钩等。还可以用于表面硬度高而心部强度要求不高的渗碳与氰化零件。冷拉或正火状态的切削加工性较退火状态好。
35#钢：抗拉强度450MPa～490MPa,伸长率18％～21％，硬度126HB～179HB。特性与用途：有好的塑性和中等的强度，切削加工性较好。
45#钢：抗拉强度500MPa～600MPa,伸长率9％～16％，硬度163HB～302HB。性能与用途：强度较高，塑性和韧性尚好，切削性良好，调质后有很好的综合力学性能。用于制作承受荷载较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火件。
304不锈钢：抗拉强度不小于520MPa，伸长率不小于40％，硬度不大于187HB。性能与用途：具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，如在浓度小于65％的沸腾温度以下的硝酸中，具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。
1Cr11Ni2W2MoV：抗拉强度不小于885MPa，伸长率不小于12％，硬度311HB～388HB。性能与用途：具有较好的韧性和抗氧化性，在淡水和湿空气中有较好的耐腐蚀性。
6-6-3锡青铜：抗拉强度200～250MPa,伸长率13％，硬度590～635HB.特性与用途：耐磨性和腐蚀性好，易加工，铸造性能和气密性较好。
10-1锡青合金铜：抗拉强度220～360MPa,伸长率3％～6％，硬度785～885HB.特性与用途：硬度高耐磨性极好，不易产生咬死现象，有较好的铸造性能和切削加工性能，再大气和淡水中有良好的耐腐蚀性。
10-10铅青合金铜：抗拉强度180～220MPa,伸长率6％～7％，硬度635～685HB.特性与用途：润滑性能、耐磨性能和腐蚀性能好。
我们浙江南兴轴瓦有限公司申报的上述钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，采用的创新的工艺方法，得到性能优异的钢基铜合金合成新型材料，采用该新型材料可加工出性能远超传统轴瓦的新型的外圆钢基内圆铜合金复合滑动轴瓦、钢基铜合金上、下复合滑动轴瓦、内圆钢基外圆铜合金复合滑动轴瓦、钢基铜合金复合上、下片滑动轴瓦、铜螺旋桨(钢基铜合金螺旋桨)等各类高强度、高标准、高尖端相关产品，钢基铜合金材料其质量非常上乘，其产品非常高端。钢基铜合金复合轴瓦是抗高压、抗强拉、抗扭曲、耐高温、耐摩擦、耐高速的新型高端产品，它的出现将会使整个社会的传动部件、发动机核心部件(传动主轴、滑动轴瓦、上、下片滑动轴瓦)有质的提高。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a)制备锻件毛坯：将选用的钢基材料经过锻打形成锻件毛坯；
b)第一次回火：将锻件毛坯经过电炉回火2次处理除氢，形成锻件毛坯成品，回火温度为：650～750度；
c)初加工：将锻件毛坯成品经过车铣切削工艺加工形成浇铸半成品工件；
d)第二次回火：将浇铸半成品工件经过电炉回火处理除氢1次，回火温度为：650～750度；
e)精加工：将回火处理后的浇铸半成品工件经过车铣切削工艺加工形成钢基浇铸工件成品备用；
f)烧结：将选用的铜合金材料通过烧结炉烧结脱氧，烧结温度为：950～1050度，烧结时间为：2～3小时；
j)浇注合成：将烧结后的铜合金材料融化成铜合金液体，通过浇注设备浇注脱氧铜合金液体到钢基浇铸工件成品的复合面上，并通过离心机带动钢基浇铸工件成品转动进行合成，形成钢基铜合金双金属合成新型材料，浇铸温度为：1100～1200度，浇铸时间为2～3小时，离心机转速为：1000转～1500转。
2.如权利要求1所述的一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，其特征在于：所述钢基浇铸工件成品的复合面上设有若干燕尾槽。
3.如权利要求1所述的一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，其特征在于：所述a)制备锻件毛坯步骤中钢基材料为20#钢、35#钢、45#钢、304不锈钢或1Cr11Ni2W2MoV钢。
4.如权利要求1所述的一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，其特征在于：所述b)第一次回火步骤中回火温度为：700度。
5.如权利要求1所述的一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，其特征在于：所述d)第二次回火步骤中回火温度为：700度。
6.如权利要求1所述的一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，其特征在于：所述f)烧结步骤中烧结温度为：1000度，烧结时间为：2.5小时。
7.如权利要求1所述的一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，其特征在于：所述f)烧结步骤中铜合金材料为6-6-3锡青铜、10-1锡青合金铜或10-10铅青合金铜。
8.如权利要求1至7中任一项所述的一种钢基铜合金双金属合成新型材料的生产工艺，其特征在于：所述j)浇注合成步骤中浇铸温度为：1150度，浇铸时间为2.5小时，离心机转速为：1250转。
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