CN108130501A - 一种钢背铜基轴瓦铜涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钢背铜基轴瓦铜涂层的制备方法，所述方法包括:预处理步骤：对钢制轴瓦基体表面进行除油、除锈以及喷砂粗化预处理，并用清洗剂清洗基体表面；预热步骤：对钢制轴瓦基体进行预热，保持钢制轴瓦基体的温度在100～150℃范围内；喷涂步骤：采用喷枪在钢制轴瓦基体上纵向移动喷涂高铝青铜粉末。通过本发明的方法制备的轴瓦，保证了轴瓦强度和刚度由又具有高孔隙率材料储油率高的优点。

Description

一种钢背铜基轴瓦铜涂层的制备方法
技术领域
本发明属于轴瓦加工技术领域，具体涉及一种钢背铜基轴瓦铜涂层的制备方法。
背景技术
轴瓦是一种普遍应用的机械零件，工作时，轴瓦与转轴之间要求有一层很薄的油膜起润滑作用。如果润滑不良，轴瓦与转轴之间就存在直接的摩擦，摩擦会产生很高的温度，将其烧坏。轴瓦的滑动面多采用摩擦系数小、有足够的疲劳强度、良好的跑合性和良好的耐腐蚀性的材料，现代以铜基合金轴瓦居多，铜基合金具有比钢更高的导热率，可以较快的散去由于滑动摩擦引起的热量。
传统的做法如采用离心浇铸的方式使合金附着于轴瓦表面。这种方法获得的合金层有较多气孔、夹渣，而且会产生成分偏析，降低轴瓦的性能。为提高设备运行的整体可靠性，亟需一种新的轴瓦制备工艺。
发明内容
本发明的目的还在于提供一种钢背铜基轴瓦铜涂层的制备方法，通过该方法制备的轴瓦，保证了轴瓦强度和刚度由又具有高孔隙率材料储油率高的优点。
在本发明实施例中，提供了一种钢背铜基轴瓦铜涂层的制备方法，所述钢背铜基轴瓦包括一钢制轴瓦基体及一设置于所述钢制轴瓦基体内层的铜合金层，所述铜合金层采用低温超音速喷涂法在所述钢制轴瓦基体表面喷涂气雾化高铝青铜粉末制得，所述制备方法包括:
预处理步骤：对钢制轴瓦基体表面进行除油、除锈以及喷砂粗化预处理，并用清洗剂清洗基体表面；
预热步骤：对钢制轴瓦基体进行预热，保持钢制轴瓦基体的温度在100～150℃范围内；
喷涂步骤：采用喷枪在钢制轴瓦基体上纵向移动喷涂高铝青铜粉末。
在本发明实施例中，所述铜合金层的孔隙率在5％～35％之间，且沿着所述钢制轴瓦基体到涂层表面的方向逐渐增大。
在本发明实施例中，用于喷涂所述铜合金层的高铝青铜粉末的化学成分如下：Al：13.30wt％、Fe：4.93wt％、Mn：1.62wt％、Zn：0.33wt％、Ni：0.31wt％、Co：5.49wt％、Cu：余量。
在本发明实施例中，所述方法还包括:
精度调整步骤：采用车削或刮削的工艺调整轴瓦的尺寸和平整度，使轴瓦达到所需精度要求。
在本发明实施例中，所述方法还包括:
浸油步骤：将精度调整步骤后的轴瓦放入真空浸油机进行真空浸油处理。
在本发明实施例中，所述预处理步骤中，所述清洗剂为丙酮。
在本发明实施例中，所述喷涂步骤中，采用粒径为90μm～140μm的气雾化高铝青铜粉末作为喷涂粉末，所述喷涂粉末先置于80℃烘箱中烘干3小时，所述高铝青铜粉末的化学成分如下：Al：13.30wt％、Fe：4.93wt％、Mn：1.62wt％、Zn：0.33wt％、Ni：0.31wt％、Co：5.49wt％、Cu：余量。
在本发明实施例中，所述喷涂步骤中，以丙烷为主燃气、压缩空气为助燃气、氢气为还原气体、氮气为送粉载气,喷涂的工艺参数为：空气压力为86PSI，丙烷压力为77～90PSI，氢气流量为40L/min，氮气流量为40L/min，喷涂距离为150mm。
在本发明实施例中，所述喷涂步骤中，将丙烷压力从90PSI到77PSI以0.3PSI的差值逐渐递减,从而在钢制轴瓦基体上制得孔隙率由下到上逐渐变大的高铝青铜多孔合金层。
与现有技术相比较，通过本发明的制备方法制备的轴瓦，其承载面积大，孔隙率从基体到轴瓦内表面逐渐增高，既保证了轴瓦强度和刚度由又具有高孔隙率材料储油率高的优点，自润滑性能良好，使用时在轴承与轴瓦之间易形成油膜，不易磨损，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的钢背铜基轴瓦和专用夹具的结构示意图。
图2是本发明实施例的钢背铜基轴瓦铜涂层的制备方法的具体流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
如图1所示，在本发明实施例中，提供了一种钢背铜基轴瓦，其包括钢制轴瓦基体1和设置于所述钢制轴瓦基体内层的铜合金层2。所述铜合金层2采用低温超音速喷涂法在所述钢制轴瓦基体表面喷涂气雾化高铝青铜粉末制得。所述铜合金层2的孔隙率在5％～35％之间，且沿着所述钢制轴瓦基体到涂层表面的方向逐渐增大。用于喷涂所述铜合金层的高铝青铜粉末的化学成分如下：Al：13.30wt％、Fe：4.93wt％、Mn：1.62wt％、Zn：0.33wt％、Ni：0.31wt％、Co：5.49wt％、Cu：余量。
需要说明的是，图1中，喷涂所述铜合金层2时，所述钢制轴瓦基体1固定于特制的夹具3中进行喷涂的。
如图2所示，上述钢背铜基轴瓦铜涂层的制备方法包括步骤S1-S5。下面分别进行说明。
步骤S1、预处理步骤：对钢制轴瓦基体表面进行除油、除锈以及喷砂粗化预处理，并用清洗剂清洗基体表面，所述清洗剂为丙酮。
步骤S2、预热步骤：对钢制轴瓦基体进行预热，保持钢制轴瓦基体的温度在100～150℃范围内。
步骤S3、喷涂步骤：采用喷枪在钢制轴瓦基体上纵向移动喷涂高铝青铜粉末。
所述喷涂步骤中，采用粒径为90μm～140μm的气雾化高铝青铜粉末作为喷涂粉末，所述喷涂粉末先置于80℃烘箱中烘干3小时。所述高铝青铜粉末的化学成分如下：Al：13.30wt％、Fe：4.93wt％、Mn：1.62wt％、Zn：0.33wt％、Ni：0.31wt％、Co：5.49wt％、Cu：余量。
所述喷涂步骤中，以丙烷为主燃气、压缩空气为助燃气、氢气为还原气体、氮气为送粉载气,喷涂的工艺参数为：空气压力为86PSI，丙烷压力为77～90PSI，氢气流量为40L/min，氮气流量为40L/min，喷涂距离为150mm。
所述喷涂步骤的具体过程如下：
将预处理后的轴瓦基体用夹具夹持后，安装在转台上并随着转台做圆周转动，喷枪喷嘴轴线平行转台的中心线，喷枪以一定的速度垂直于基体作上下周期运动，喷涂前对基体进行预热，保持钢背最高温度在100～150℃范围内；
以空气压力为86PSI、丙烷压力为90PSI、氢气流量为40L/min，氮气流量为40L/min，喷涂距离150mm，的工艺参数，使喷枪在基体上纵向移动喷涂高铝青铜粉末，并往复喷涂4～6遍；
将丙烷压力从90PSI到77PSI以0.3PSI的差值逐渐递减，其它参数不变，重复的喷涂，从而在基体上制得孔隙率由下到上逐渐变大的高铝青铜多孔合金层。该喷涂工艺参数产生的焰流温度为630℃。
步骤S4、精度调整步骤：采用车削或刮削的工艺调整轴瓦的尺寸和平整度，使轴瓦达到所需精度要求。
步骤S5、浸油步骤：将精度调整步骤后的轴瓦放入真空浸油机进行真空浸油处理，从而对成品轴瓦进行保护，防止被空气腐蚀。
综上所述，通过本发明的方法制备的轴瓦，其承载面积大，孔隙率从基体到轴瓦内表面逐渐增高，既保证了轴瓦强度和刚度由又具有高孔隙率材料储油率高的优点，自润滑性能良好，使用时在轴承与轴瓦之间易形成油膜，不易磨损，使用寿命长。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种钢背铜基轴瓦铜涂层的制备方法，其特征在于，所述钢背铜基轴瓦包括一钢制轴瓦基体及一设置于所述钢制轴瓦基体内层的铜合金层，所述铜合金层采用低温超音速喷涂法在所述钢制轴瓦基体表面喷涂气雾化高铝青铜粉末制得，所述制备方法包括:
预处理步骤：对钢制轴瓦基体表面进行除油、除锈以及喷砂粗化预处理，并用清洗剂清洗基体表面；
预热步骤：对钢制轴瓦基体进行预热，保持钢制轴瓦基体的温度在100～150℃范围内；
喷涂步骤：采用喷枪在钢制轴瓦基体上纵向移动喷涂高铝青铜粉末。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜合金层的孔隙率在5％～35％之间，且沿着所述钢制轴瓦基体到涂层表面的方向逐渐增大。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，用于喷涂所述铜合金层的高铝青铜粉末的化学成分如下：Al：13.30wt％、Fe：4.93wt％、Mn：1.62wt％、Zn：0.33wt％、Ni：0.31wt％、Co：5.49wt％、Cu：余量。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括:
精度调整步骤：采用车削或刮削的工艺调整轴瓦的尺寸和平整度，使轴瓦达到所需精度要求。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括:
浸油步骤：将精度调整步骤后的轴瓦放入真空浸油机进行真空浸油处理。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预处理步骤中，所述清洗剂为丙酮。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂步骤中，采用粒径为90μm～140μm的气雾化高铝青铜粉末作为喷涂粉末，所述喷涂粉末先置于80℃烘箱中烘干3小时，所述高铝青铜粉末的化学成分如下：Al：13.30wt％、Fe：4.93wt％、Mn：1.62wt％、Zn：0.33wt％、Ni：0.31wt％、Co：5.49wt％、Cu：余量。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂步骤中，以丙烷为主燃气、压缩空气为助燃气、氢气为还原气体、氮气为送粉载气,喷涂的工艺参数为：空气压力为86PSI，丙烷压力为77～90PSI，氢气流量为40L/min，氮气流量为40L/min，喷涂距离为150mm。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂步骤中，将丙烷压力从90PSI到77PSI以0.3PSI的差值逐渐递减,从而在钢制轴瓦基体上制得孔隙率由下到上逐渐变大的高铝青铜多孔合金层。
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