CN108247298A - 一种用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料，该双金属材料的表层为锡基合金，衬背为铝基合金，其制备方法，包括如下步骤：第一步：将铝基合金进行轧制、固溶处理、人工时效的处理；第二步：对铝基合金进行清洗，然后高温烘干；第三步：把锡基合金制成锡基合金焊丝，并进行清洗后高温烘干；第四步：在电流为60‑80A，电压为15‑25V，焊接速度在30‑70m/min的情况下，并经过直流反接，将锡基合金焊丝MIG堆焊到铝基合金上，得到双金属材料，本发明采用的Al‑Li‑Mg‑Cu铝基合金具有良好的耐腐蚀性能，重量轻，解决了铝基合金和锡基合金结合质量问题，采用脉冲MIG焊接工艺，直流反接有良好的阴极雾化作用，可有效的去除铝合金表面氧化膜，实现锡基合金和铝合金的焊合。

Description

一种用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料及其制备方法。

背景技术

鉴于汽车产业带来的能源危机和环境污染日趋严重，车身轻量化和动力电池化是目前解决的两个主要途径，同时安全、使用寿命和人性化也是汽车产品作为科技发展为人类服务的重要目标项。目前电动汽车的除了发动机被替换外，其他部分仍继承于传统汽车，内燃机为动力的传统汽车绝大部分采用滚动轴承，滚动轴承振动和噪声较大，使用寿命较短，对金属屑特别敏感，滚动轴承的寿命较滑动轴承短些，滚动轴承承受负荷的能力比同样体积的滑动轴承小得多，因此，滚动轴承的径向尺寸较大。而且由于滚动轴承空间和重量受限，高负载和摆动运动可能造成其他损伤。

新兴电池动力汽车设备的运行要求对轴承性能要求日益增长：在各种负载、速度和温度条件下具有良好的耐磨性、抗摩擦性以及优越的抗振动负载能力，运行无噪音、高精度和尺寸稳定性，同时要求轻质、减小外壳尺寸和节省空间。现有的各种应用中，逐渐更多的使用滑动轴承替代滚动轴承。因其设计简单且具有成本效益，滑动轴承能够提供许多独特优势：其中可倾瓦径向轴承是高速轻载旋转机器径向轴承的首选，具有高度稳定性、良好的抗震性以及尺寸准确性；整体式或剖分式滑动轴承都具有使用寿命长、可靠、平稳运行，紧凑一片式设计，节省空间、减轻重量、减小外壳尺寸等特点，同时直接按压配合装配工艺降低成本。

目前的巴氏合金双金属滑动轴承大部分都采用钢作为衬背材料，通过镀锡并采用浇铸的方法形成一层巴氏合金层，精加工后获得所需形状的轴瓦或瓦块。这种制备工艺脱瓦率高、复层金属接合强度低、易出现铸造缺陷等，同时钢背复合材料质量大。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种轻质高韧性的铝合金衬背和巴氏合金耐磨层结合的双层复合材料，用于制备不同类型的轻质滑动瓦块的用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料，该双金属材料的表层为锡基合金，其成分如下：4-11%Sb, 3-8%Cu, 0.1-0.5%Mg, 0.1-0.5%Li,余量为Sn;该双金属材料的衬背为铝基合金，其成分如下：2-5%Li， 2-5%Mg，1-4%Cu，余量为Al。

用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步：将铝基合金进行轧制、固溶处理、人工时效的处理；

第二步：对铝基合金进行清洗，然后高温烘干；

第三步：把锡基合金制成锡基合金焊丝，并进行清洗后高温烘干；

第四步：在电流为60-80A，电压为15-25V，焊接速度在30-70m/min的情况下，并经过直流反接，利用多工位机械手和变位相机相结合，将锡基合金焊丝MIG堆焊到铝基合金上，得到双金属材料。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明方案的用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料及其制备方法，采用的Al-Li-Mg-Cu铝基合金具有良好的耐腐蚀性能，重量轻，解决了铝基合金和锡基合金结合质量问题，采用脉冲MIG焊接工艺，直流反接有良好的阴极雾化作用，可有效的去除铝合金表面氧化膜，实现锡基合金和铝合金的焊合，双层金属结合强度达到80Mpa，能广泛用于制作滑动轴承瓦块的领域中。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明所述的一种用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料，其特征在于：该双金属材料的表层为锡基合金，其成分如下：4-11%Sb, 3-8%Cu, 0.1-0.5%Mg, 0.1-0.5%Li,余量为Sn;该双金属材料的衬背为铝基合金，其成分如下：2-5%Li， 2-5%Mg，1-4%Cu，余量为Al。

如权利要求1所述的用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步：将铝基合金进行轧制、固溶处理、人工时效的处理；

第二步：对铝基合金进行清洗，然后高温烘干；

第三步：把锡基合金制成锡基合金焊丝，并进行清洗后高温烘干；

第四步：在电流为60-80A，电压为15-25V，焊接速度在30-70m/min的情况下，并经过直流反接，利用多工位机械手和变位相机相结合，将锡基合金焊丝MIG堆焊到铝基合金上，得到双金属材料

本发明采用Al-Li-Mg-Cu高韧性的铝基合金作为瓦块的衬背材料，大大降低了瓦块的重量，同时可以保证瓦块的疲劳强度和抗压强度。

本发明的优点如下：

1．本发明中的Al-Li-Mg-Cu铝基合金经过轧制、固溶处理和人工时效（T6）后的屈服强度达到350-400MPa，伸长率在15%左右，并且具有良好的耐腐蚀性能，密度在2.6-2.7g/cm³。用来替代目前常用的衬背材料20号和30号钢，能够减轻2/3的重量。

2．解决了铝基合金和锡基合金结合质量问题，采用脉冲MIG焊接工艺，直流反接有良好的阴极雾化作用，可有效的去除铝合金表面氧化膜，实现锡基合金和铝合金的焊合，双层金属结合强度达到80Mpa。

3．采用脉冲MIG焊工艺，利用多工位机械手和变位机相结合，能够高效堆焊小直径圆柱轴承内部的耐磨层，耐摩擦层就是由本发明的双金属材料构成，同时这种小直径圆柱滑动轴承可以加工成线性滑动轴承，用来替代目前应用的塑料自润滑线性轴承。

具体的，本发明的双金属材料由于强度、耐磨性、耐温性以及热传导性都远高于塑料轴承，因此能够极大的提高线性滑动轴承的使用载荷、速度，可以广泛应用到可倾轴瓦瓦块、汽车连杆瓦和小直径线形轴瓦中。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料，其特征在于：该双金属材料的表层为锡基合金，其成分如下：4-11%Sb, 3-8%Cu, 0.1-0.5%Mg, 0.1-0.5%Li,余量为Sn;该双金属材料的衬背为铝基合金，其成分如下：2-5%Li， 2-5%Mg，1-4%Cu，余量为Al。

2.如权利要求1所述的用于制备滑动轴承瓦块的双金属材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：将铝基合金进行轧制、固溶处理、人工时效的处理；

第二步：对铝基合金进行清洗，然后高温烘干；

第三步：把锡基合金制成锡基合金焊丝，并进行清洗后高温烘干；

第四步：在电流为60-80A，电压为15-25V，焊接速度在30-70m/min的情况下，并经过直流反接，利用多工位机械手和变位相机相结合，将锡基合金焊丝MIG堆焊到铝基合金上，得到双金属材料。