CN105385892B - 一种巴氏合金丝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种巴氏合金丝及其制备方法，该巴氏合金丝的合金成分为Sb:7‑12％、Cu:3‑7％、Zn:0.002‑0.015％、As:0.08‑0.2％、余量为Sn。制备方法为首先采用“脱气‑除渣‑搅拌‑微合金化‑铸锭”工艺制备巴氏合金锭，然后采用“加热‑切头尾‑挤压‑退火‑拉拔‑退火‑拉丝”工艺制备巴氏合金丝，该工艺制备出的巴氏合金丝成分均匀、组织致密、物理性能优良、无夹杂气孔等缺陷，由该合金丝制备出的轴瓦材料无发黄、发黑、渣点等。

Description

一种巴氏合金丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种在喷涂或气体保护焊工艺制备轴承/轴瓦时所用的巴氏合金丝及其制备方法。
背景技术
目前国内生产的锡基巴氏合金丝，在合金成分上基本上只添加主成分Sn、Sb、Cu，然后简单地合金化后在400-500℃时浇铸成锭坯，经过挤压、辊轧、拉丝工艺制成丝状，这种方法制备出的巴氏合金丝使用喷涂或气体保护焊工艺制备轴承/轴瓦时，经常出现烟雾大、黑烟、打火，以及轴瓦制件表面发黄发黑等问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种锡基巴氏合金及其制备方法，尤其适用于使用喷涂或气体保护焊工艺制备轴承/轴瓦。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种巴氏合金丝，其原料按质量百分比计，包括：
Sb:7-12％
Cu:3-7％
Zn:0.002-0.015％
As:0.01-0.2％
余量：Sn。
进一步地，如上所述的巴氏合金丝，其原料按质量百分比计，包括：
Sb:8％
Cu:4％
Zn:0.01％
As:0.12％
余量：Sn。
进一步地，如上所述的巴氏合金丝，其原料按质量百分比计，包括：
Sb:11％
Cu:6％
Zn:0.008％
As:0.01％
余量：Sn。
一种巴氏合金丝的制备方法，包括以下步骤：
1)首先采用脱气-除渣-搅拌-微合金化-铸锭的流程制备巴氏合金锭；其中，搅拌时采用电磁搅拌与机械搅拌相结合的方式进行，浇铸温度控制在700～900℃；
2)然后采用加热-切头尾-挤压-退火-拉拔-退火-拉丝的流程制备巴氏合金丝。
进一步地，如上所述的巴氏合金丝的制备方法，步骤1中所述微合金化指搅拌停止后静置30分钟，使充分合金化。
进一步地，如上所述的巴氏合金丝的制备方法，步骤1中在铸锭之前，包括：将合金加热到700℃后，开启机械搅拌2分钟后捞去表面渣，然后开启微量电磁搅拌，开始铸锭。
进一步地，如上所述的巴氏合金丝的制备方法，步骤2中加热时，控制温度在200℃，时间为30min。
进一步地，如上所述的巴氏合金丝的制备方法，步骤2中加热时，退火控制温度在150℃，时间为8h。
本发明提供的巴氏合金丝及其制备方法，可以很好地解决制件表面发黄发黑的问题，可使制件表面质量和细密度有较大提升。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
1、合金成分的调整：在普通巴氏合金丝成分(SnSbCu)中添加微量的Zn及As元素，Zn的含量范围为0.002～0.015wt％，As的含量范围为0.08～0.2wt％，微量Zn的添加可以起到一定的抗氧化效果，改善制件表面发黄发黑的问题，微量As的加入可以起到晶间强化的作用，增强轴瓦材料的耐磨性能。
关于合金成分，虽然巴氏合金或轴承合金的专利中提到了很多元素，也包含Zn和As元素，但其都是做成合金锭然后用浇铸的方法使用的；而如果要做成“丝”尤其用在喷涂或气体保护焊工艺时，添加了这两种元素，才能解决丝在成型及后续使用的问题。
2、铸锭工艺：采用“脱气-除渣-搅拌-微合金化-铸锭”工艺制备巴氏合金锭，这一步骤需注意的是，搅拌时采用电磁搅拌与机械搅拌相结合的方式进行，可以使合金成分的偏差范围控制在1％以内，有效改善偏析的形成；铸锭时，浇铸温度应控制在700～900℃，使渣点和气体可以及时飘到锭头或排出。
3、制丝工艺：采用“加热-切头尾-挤压-退火-拉拔-退火-拉丝”工艺制备巴氏合金丝。这一步骤需注意的是，必须进行切头尾工序，使铸锭时飘出来的渣点去除；-在挤压后及第一次拉拔都进行了退火，可以有效解决丝的脆断、消除加工硬化及微合金在产品中的均匀性问题，并且解决了后续使用中的打火问题。
正是由于本发明采用该制丝工艺，因而制备出本发明提出的质量优良的巴氏合金丝，这些方法和手段的组合是不可或缺的，也是保证本发明产品的必要条件。
实施例1
合金成分：Sb:8％、Cu:4％、Zn:0.01％、As:0.012％、其余为Sn。
将合金熔化后，加入精炼物质氯化锌，开启电磁搅拌和机械搅拌，进行脱气除渣处理，20分钟后捞除合金液表面杂质，搅拌停止后静置30分钟，使充分合金化，取样化验合金成分，成分合格后将加热温度设置在700℃，到温后，开启机械搅拌2分钟后捞去表面渣，然后开启微量电磁搅拌，开始铸锭。将铸好的锭坯放入烤箱中30min，温度200℃，然后进行切头尾，直到露出光滑内表面为止。放入挤压机中挤出的杆坯，将杆坯放入退火箱中设置150℃，8h，取出后在单模拉拔机上拉成的丝，再经150℃、8h退火，最后在拉丝机上拉出指定线径的丝。此制丝工艺不会出现中间断丝的情况，保证了拉丝效率，制出的丝表面光亮、光滑、韧性好，气体保护焊使用时无烟雾大、黑烟、表面发黄发黑、打火等情况。
实施例2
合金成分：Sb:11％、Cu:6％、Zn:0.008％、As:0.01％、其余为Sn。
将合金熔化后，加入精炼物质氯化锌，开启电磁搅拌和机械搅拌，进行脱气除渣处理，20分钟后捞除合金液表面杂质，搅拌停止后静置30分钟，使充分合金化，取样化验合金成分，成分合格后将加热温度设置在800℃，到温后，开启机械搅拌2分钟后捞去表面渣，然后开启微量电磁搅拌，开始铸锭。将铸好的锭坯放入烤箱中30min，温度220℃，然后进行切头尾，直到露出光滑内表面为止。放入挤压机中挤出的杆坯，将杆坯放入退火箱中设置150℃8h，取出后在单模拉拔机上拉成的丝，再经150℃8h退火，最后在拉丝机上拉出指定线径的丝。此制丝工艺不会出现中间断丝的情况，保证了拉丝效率，制出的丝表面光亮、光滑、韧性好，气体保护焊使用时无烟雾大、黑烟、表面发黄发黑、打火等情况。
实施例3
合金成分：Sb:7％、Cu:7％、Zn:0.015％、As:0.2％、其余为Sn。
将合金熔化后，加入精炼物质氯化锌，开启电磁搅拌和机械搅拌，进行脱气除渣处理，20分钟后捞除合金液表面杂质，搅拌停止后静置30分钟，使充分合金化，取样化验合金成分，成分合格后将加热温度设置在800℃，到温后，开启机械搅拌2分钟后捞去表面渣，然后开启微量电磁搅拌，开始铸锭。将铸好的锭坯放入烤箱中30min，温度220℃，然后进行切头尾，直到露出光滑内表面为止。放入挤压机中挤出的杆坯，将杆坯放入退火箱中设置150℃8h，取出后在单模拉拔机上拉成的丝，再经150℃8h退火，最后在拉丝机上拉出指定线径的丝。此制丝工艺不会出现中间断丝的情况，保证了拉丝效率，制出的丝表面光亮、光滑、韧性好，气体保护焊使用时无烟雾大、黑烟、表面发黄发黑、打火等情况。
实施例4
合金成分：Sb:12％、Cu:3％、Zn:0.002％、As:0.01％、其余为Sn。
将合金熔化后，加入精炼物质氯化锌，开启电磁搅拌和机械搅拌，进行脱气除渣处理，20分钟后捞除合金液表面杂质，搅拌停止后静置30分钟，使充分合金化，取样化验合金成分，成分合格后将加热温度设置在800℃，到温后，开启机械搅拌2分钟后捞去表面渣，然后开启微量电磁搅拌，开始铸锭。将铸好的锭坯放入烤箱中30min，温度220℃，然后进行切头尾，直到露出光滑内表面为止。放入挤压机中挤出的杆坯，将杆坯放入退火箱中设置150℃8h，取出后在单模拉拔机上拉成的丝，再经150℃8h退火，最后在拉丝机上拉出指定线径的丝。此制丝工艺不会出现中间断丝的情况，保证了拉丝效率，制出的丝表面光亮、光滑、韧性好，气体保护焊使用时无烟雾大、黑烟、表面发黄发黑、打火等情况。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种巴氏合金丝的制备方法，其特征在于，其原料按质量百分比计，包括：Sb:11％，Cu:6％，Zn:0.008％，As:0.01％，余量：Sn；
然后按照以下步骤进行：
步骤1，首先采用脱气-除渣-搅拌-微合金化-铸锭的流程制备巴氏合金锭；其中，搅拌时采用电磁搅拌与机械搅拌相结合的方式进行，浇铸温度控制在700～900℃；
步骤2，然后采用加热-切头尾-挤压-退火-拉拔-退火-拉丝的流程制备巴氏合金丝；
步骤1中所述微合金化指搅拌停止后静置30分钟，使充分合金化；
步骤1中在铸锭之前，包括：将合金加热到700℃后，开启机械搅拌2分钟后捞去表面渣，然后开启微量电磁搅拌，开始铸锭；
步骤2中加热时，控制温度在200℃，时间为30min；
步骤2中，退火控制温度在150℃，时间为8h。
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