CN113441680A - 一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金及制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金及制备工艺,S1:分离熔融S2:金属混合,S3:金属铸造,S4:金属冷却,S5:成品拿取,本发明通过将多种金属分开熔融,避免金属杂质影响最终的配比,从而保证了配比的稳定性,通过混合桶将多种金属液进行混合,保证了金属液互相混合的均匀度,避免出现金属析出的情况,保证了产品的质量,通过对成型盒进行真空抽取,避免产品出现砂眼的情况,并且通过对铸件进行直接快速冷却,加速铸件的成型速度,并且通过拿取电推杆带动拿取支撑架直接快速的拿取产品,从而便于产品的快速收集,通过多步处理,加快了产品的生产速度,并保证了产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域,具体为一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金及制备工艺。
背景技术
巴氏合金是一种软基体上分布着硬颗粒相的低熔点轴承合金,有锡基、铅基、镉基三个系列,锡基巴氏合金的代表成分为:锑3%~15%,铜2%~6%,镉<1%,锡余量,具有减摩特性的锡基和铅基轴承合金,铸造锡基巴氏合金ZSnSb11Cu6固相点温度为240℃,液相点温度为370℃,其最高使用温度不得超过100℃,摩擦系数在有油时为0.005,无油时为0.28。
但是目前在对合金进行熔融铸造时,一般会直接将多种原料放置到一起进行熔融,导致了在熔融时部分杂质混合在内部,使得实际混合的比例出现偏差,同时在铸造时因模具内部的空气导致产品出现砂眼或空洞的情况,从而导致了产品出现异常情况。
发明内容
本发明提供一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金及制备工艺,可以有效解决上述背景技术中提出目前在对合金进行熔融铸造时,一般会直接将多种原料放置到一起进行熔融,导致了在熔融时部分杂质混合在内部,使得实际混合的比例出现偏差,同时在铸造时因模具内部的空气导致产品出现砂眼或空洞的情况,从而导致了产品出现异常情况的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺,包括如下步骤:
S1:分离熔融:将多种不同的金属分别放置到多个存放网笼内侧,通过多个加热桶和存放网笼将不同的金属分离,避免混合在一起后因金属内含有杂质导致配比出现偏差,并通过固定支撑架对其进行支撑;
S2:金属混合:将多种金属液按不同的比例注入到混合桶内,通过混合桶、搅拌电机和搅拌杆对多种金属液进行混合,使其混合的更加均匀;
S3:金属铸造:将混合完成后的金属液注入到成型盒内并在注入时通过联动电推杆带动密封塞滑动,抽取放置盒内的空气,避免在铸造过程中铸件内产生砂眼或气泡,通过挤压弹簧带动挤压半圆板与阻挡半圆板贴合,从而避免输出管位置偏移,保证了注液的稳定性;
S4:金属冷却:通过冷却罐内的冷却液通过冷却管输出到放置盒内,对铸件进行直接冷却,从而加快铸件的冷却成型速度;
S5:成品拿取:通过拿取电推杆带动拿取支撑架移动,从而通过永磁铁对限位卡接柱和联动电磁铁对成型盒进行吸附,从而快速的将成型盒抽出,便于快速的拿取成品;
S6、成品检测:依据GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》,根据试样添加镀镍金刚石微粉的质量分数,将试样分别编号为0(0%),1(0.07%),2(0.08%),3(0.09%),4(0.1%);
试样在试验机的加热和保温炉中加热并保温,之后随炉进行压缩试验,压缩时设置的压缩速度为1mm/min,应变速率为0.04/min,利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机进行试验,对比加入不同量镀镍金刚石微粉的改性巴氏合金的摩擦系数和磨损量。
优选的,所述固定支撑架一侧安装有制作组件,所述制作组件包括旋转盘、传动电机、放置盒、固定卡接槽、成型盒、卡接孔、限位卡接柱、复位弹簧、集气筒、密封塞、联动电推杆、进液孔、阻挡半圆板、挤压弹簧、吸附电磁铁和挤压半圆板;
所述固定支撑架一端转动连接有旋转盘,所述旋转盘顶端与传动电机输出轴固定连接,所述旋转盘顶端等距焊接有若干个放置盒,所述放置盒内侧开设有固定卡接槽,所述放置盒内侧对应固定卡接槽位置处卡接有成型盒,所述放置盒和成型盒一端均开设有卡接孔,所述卡接孔内侧嵌入卡接有限位卡接柱,所述限位卡接柱一端点焊连接有复位弹簧,所述复位弹簧一端点焊安装于卡接孔侧端,所述放置盒顶端贯穿有集气筒,所述集气筒内侧滑动放置有密封塞,所述密封塞顶端与联动电推杆底端固定连接,所述放置盒顶端中部开设有进液孔,所述放置盒顶端对应进液孔位置处焊接有阻挡半圆板,所述放置盒一端焊接有挤压弹簧,所述挤压弹簧一端点焊连接有挤压半圆板,所述放置盒一端靠近挤压半圆板位置处卡接有吸附电磁铁。
优选的,所述成型盒对应固定卡接槽位置处焊接有固定卡接条,所述传动电机、联动电推杆和吸附电磁铁输入端均与外部控制器输出端电性连接,所述外部控制器输入端与外部电源输出端电性连接。
优选的,所述挤压半圆板一端与阻挡半圆板贴合,所述密封塞直径与集气筒内径相等。
优选的,所述挤压半圆板和阻挡半圆板底端均与放置盒顶端贴合,所述限位卡接柱一端焊接有导向柱。
优选的,所述固定支撑架一侧安装有混合组件,所述混合组件包括加热桶、存放网笼、开合板、隔热板、下压电推杆、固定放置架、排液管、混合桶、搅拌电机、搅拌杆、输出管和电动阀;
所述固定支撑架顶端一侧等距卡接有若干个加热桶,所述加热桶内侧放置有存放网笼,所述存放网笼一端铰接有开合板,所述存放网笼顶端焊接有隔热板,所述隔热板顶端固定连接有下压电推杆,所述下压电推杆固定安装于固定支撑架一端,所述加热桶内侧对应存放网笼位置处焊接有固定放置架,所述存放网笼与固定放置架卡接连接,所述加热桶底端贯穿有排液管,多个排液管出液端均贯穿安装与混合桶顶端,所述混合桶底端通过电机座连接有搅拌电机,所述搅拌电机输出端与搅拌杆固定连接,所述混合桶侧端底部贯穿有输出管,所述排液管和输出管一端均嵌入安装有电动阀。
优选的,所述隔热板与加热桶卡接连接,所述存放网笼底端对应固定放置架位置处开设有固定放置槽,所述下压电推杆、搅拌电机和电动阀输入端均与外部控制输出端电性连接。
优选的,所述搅拌杆由传动杆和搅拌扇叶组合,所述传动杆和搅拌扇叶焊接连接,所述混合桶底端对应搅拌电机位置处安装有隔热筒。
优选的,所述固定支撑架一侧安装有拿取组件,所述拿取组件包括拿取电推杆、拿取支撑架、永磁铁、联动电磁铁、冷却罐、冷却管和限制阀;
所述固定支撑架一端卡接有拿取电推杆,所述拿取电推杆一端固定连接有拿取支撑架,所述拿取支撑架侧端对称焊接有永磁铁,所述拿取支撑架一端嵌入卡接有联动电磁铁,所述固定支撑架一端固定安装有冷却罐,所述冷却罐底端贯穿有冷却管,所述冷却管一端嵌入安装有限制阀。
优选的,所述拿取支撑架滑动安装与固定支撑架一端,所述拿取电推杆和联动电磁铁输入端与外部控制器输出端电性连接。
优选的,所述S6中金相组织观察及分析设备为研究型倒置式金相显微镜,型号为PMG3,光学最大放大倍数为2000倍,数显为1000倍,金相组织分析试验试件制作和试验方法依据CB1156-92《锡基轴承合金金相检验》;
压缩试样设计依据GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》,根据试样添加镀镍金刚石微粉的质量分数,将试样分别编号为0(0%),1(0.07%),2(0.08%),3(0.09%),4(0.1%);
巴氏合金高温压缩性能测试设备为带有加热模块的Instron5500R电子拉伸压缩试验机,试验温度120℃,试样在试验机的加热和保温炉中加热并保温,时间为15min,之后随炉进行压缩试验,压缩时设置的压缩速度为1mm/min,应变速率为0.04/min;
巴氏合金的使用性能也体现在摩擦学性能上,为了研究镀镍金刚石微粉的加入对摩擦学性能的影响,利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机进行试验,对比加入不同量镀镍金刚石微粉的改性巴氏合金的摩擦系数和磨损量。
优选的,根据一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺任一步骤制成的合金。
与现有技术相比,本发明的有益效果:本发明结构科学合理,使用安全方便:
1、本发明通过将多种金属分开熔融,避免金属杂质影响最终的配比,从而保证了配比的稳定性,通过混合桶将多种金属液进行混合,保证了金属液互相混合的均匀度,避免出现金属析出的情况,保证了产品的质量,通过对成型盒进行真空抽取,避免产品出现砂眼的情况,保证了产品的质量,并且通过对铸件进行直接快速冷却,加速铸件的成型速度,从而加快了生产的速度,并且通过拿取电推杆带动拿取支撑架直接快速的拿取产品,从而便于产品的快速收集,通过多步处理,加快了产品的生产速度,并保证了产品的质量。
2、设置有制作组件,通过传动电机带动旋转盘进行转动,从而便于快速带动放置盒和成型移动,通过限位卡接柱和复位弹簧插入到卡接孔内,使得在注液和移动过程中可以快速的对成型盒的位置进行限制,避免成型盒位置出现偏移,保证注液和移动的稳定性,在注液时,通过联动电推杆带动密封塞移动,抽取成型盒内的空气,避免了注液中含有气泡的情况出现,通过挤压弹簧推动挤压半圆板和阻挡半圆板,从而对输出管进行限制避免注液位置偏移,保证了注液的稳定性,从而有效的保证了产品的质量。
3、设置有混合组件,通过多个加热桶对多种金属进行加热,并且通过存放网笼对金属液和杂质进行隔离,避免杂质二次进入到金属液中,从而保证了后续配比的准确度,通过下压电推杆带动存放网笼移动,从而便于快速的补充金属,保证了供料的稳定性,通过混合桶和、搅拌电机和搅拌杆对金属液进行搅拌混合,使得金属液可以均匀混合,避免出现金属液混合不足而影响产品质量的情况,从而进一步保证了产品的质量。
4、设置有拿取组件,通过拿取电推杆带动拿取支撑架移动并且通过永磁铁吸附限位卡接柱,从而松开成型盒,再通过联动电磁铁吸附成型盒,从而便于快速的拿取成品,使得在需要对成品进行收集时可以快速的进行收集,通过冷却罐和冷却管输出冷却液,加速产品的成型速度,从而加快了生产的效率。
综上所述,通过混合组件和制作组件相互配合,使得在铸造时可以稳定的进行铸造,避免注液管出现位置偏移,同时通过真空抽取,避免气体影响进出料的速度和产品的质量,通过制作组件和拿取组件相互配合,使得在铸造完成后产品可以得到快速的冷却,并且可以快速的取出,使得在持续铸造的过程中,可以稳定的进行铸造,保证了产品的生产速度,通过多个组件相互配合,使得在合金铸造时可以稳定的进行铸件,从而保证了产品的质量和生产速度。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
在附图中:
图1是本发明的工艺流程结构示意图;
图2是本发明的金属切片的结构示意图;
图3是本发明的立体结构示意图;
图4是本发明的制作组件的结构示意图;
图5是本发明的成型盒的安装结构示意图;
图6是本发明的限位卡接柱的安装结构示意图;
图7是本发明的混合组件的结构示意图;
图8是本发明的加热桶的安装结构示意图;
图9是本发明的拿取组件的结构示意图;
图中标号:1、固定支撑架;
2、制作组件;201、旋转盘;202、传动电机;203、放置盒;204、固定卡接槽;205、成型盒;206、卡接孔;207、限位卡接柱;208、复位弹簧;209、集气筒;210、密封塞;211、联动电推杆;212、进液孔;213、阻挡半圆板;214、挤压弹簧;215、吸附电磁铁;216、挤压半圆板;
3、混合组件;301、加热桶;302、存放网笼;303、开合板;304、隔热板;305、下压电推杆;306、固定放置架;307、排液管;308、混合桶;309、搅拌电机;310、搅拌杆;311、输出管;312、电动阀;
4、拿取组件;401、拿取电推杆;402、拿取支撑架;403、永磁铁;404、联动电磁铁;405、冷却罐;406、冷却管;407、限制阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例:如图1-9所示,本发明提供一种技术方案,一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺,包括如下步骤:
S1:分离熔融:将多种不同的金属分别放置到多个存放网笼302内侧,通过多个加热桶301和存放网笼302将不同的金属分离,避免混合在一起后因金属内含有杂质导致配比出现偏差,并通过固定支撑架1对其进行支撑;
S2:金属混合:将多种金属液按不同的比例注入到混合桶308内,通过混合桶308、搅拌电机309和搅拌杆310对多种金属液进行混合,使其混合的更加均匀;
S3:金属铸造:将混合完成后的金属液注入到成型盒205内并在注入时通过联动电推杆211带动密封塞210滑动,抽取放置盒203内的空气,避免在铸造过程中铸件内产生砂眼或气泡,通过挤压弹簧214带动挤压半圆板216与阻挡半圆板213贴合,从而避免输出管311位置偏移,保证了注液的稳定性;
S4:金属冷却:通过冷却罐405内的冷却液通过冷却管406输出到放置盒203内,对铸件进行直接冷却,从而加快铸件的冷却成型速度;
S5:成品拿取:通过拿取电推杆401带动拿取支撑架402移动,从而通过永磁铁403对限位卡接柱207和联动电磁铁404对成型盒205进行吸附,从而快速的将成型盒205抽出,便于快速的拿取成品;
S6、成品检测:依据GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》,根据试样添加镀镍金刚石微粉的质量分数,将试样分别编号为0(0%),1(0.07%),2(0.08%),3(0.09%),4(0.1%);
试样在试验机的加热和保温炉中加热并保温,之后随炉进行压缩试验,压缩时设置的压缩速度为1mm/min,应变速率为0.04/min,利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机进行试验,对比加入不同量镀镍金刚石微粉的改性巴氏合金的摩擦系数和磨损量。
固定支撑架1一侧安装有制作组件2,制作组件2包括旋转盘201、传动电机202、放置盒203、固定卡接槽204、成型盒205、卡接孔206、限位卡接柱207、复位弹簧208、集气筒209、密封塞210、联动电推杆211、进液孔212、阻挡半圆板213、挤压弹簧214、吸附电磁铁215和挤压半圆板216;
固定支撑架1一端转动连接有旋转盘201,旋转盘201顶端与传动电机202输出轴固定连接,旋转盘201顶端等距焊接有若干个放置盒203,放置盒203内侧开设有固定卡接槽204,放置盒203内侧对应固定卡接槽204位置处卡接有成型盒205,成型盒205对应固定卡接槽204位置处焊接有固定卡接条,便于进行快速的限位和固定,放置盒203和成型盒205一端均开设有卡接孔206,卡接孔206内侧嵌入卡接有限位卡接柱207,限位卡接柱207一端焊接有导向柱,便于进行限位,限位卡接柱207一端点焊连接有复位弹簧208,复位弹簧208一端点焊安装于卡接孔206侧端,放置盒203顶端贯穿有集气筒209,集气筒209内侧滑动放置有密封塞210,密封塞210直径与集气筒209内径相等,避免出现漏气的情况,密封塞210顶端与联动电推杆211底端固定连接,放置盒203顶端中部开设有进液孔212,放置盒203顶端对应进液孔212位置处焊接有阻挡半圆板213,放置盒203一端焊接有挤压弹簧214,挤压弹簧214一端点焊连接有挤压半圆板216,挤压半圆板216和阻挡半圆板213底端均与放置盒203顶端贴合,便于对输出管311进行限位,挤压半圆板216一端与阻挡半圆板213贴合,保证挤压的效果,放置盒203一端靠近挤压半圆板216位置处卡接有吸附电磁铁215,传动电机202、联动电推杆211和吸附电磁铁215输入端均与外部控制器输出端电性连接,外部控制器输入端与外部电源输出端电性连接。
固定支撑架1一侧安装有混合组件3,混合组件3包括加热桶301、存放网笼302、开合板303、隔热板304、下压电推杆305、固定放置架306、排液管307、混合桶308、搅拌电机309、搅拌杆310、输出管311和电动阀312;
固定支撑架1顶端一侧等距卡接有若干个加热桶301,加热桶301内侧放置有存放网笼302,存放网笼302一端铰接有开合板303,存放网笼302顶端焊接有隔热板304,隔热板304与加热桶301卡接连接,保证了隔热保温的效果,隔热板304顶端固定连接有下压电推杆305,下压电推杆305固定安装于固定支撑架1一端,加热桶301内侧对应存放网笼302位置处焊接有固定放置架306,存放网笼302底端对应固定放置架306位置处开设有固定放置槽,保证了卡接的稳定性,存放网笼302与固定放置架306卡接连接,加热桶301底端贯穿有排液管307,多个排液管307出液端均贯穿安装与混合桶308顶端,混合桶308底端通过电机座连接有搅拌电机309,混合桶308底端对应搅拌电机309位置处安装有隔热筒,从而对搅拌电机309进行防护,搅拌电机309输出端与搅拌杆310固定连接,搅拌杆310由传动杆和搅拌扇叶组合,传动杆和搅拌扇叶焊接连接,保证了混合搅拌的均匀度,混合桶308侧端底部贯穿有输出管311,排液管307和输出管311一端均嵌入安装有电动阀312,下压电推杆305、搅拌电机309和电动阀312输入端均与外部控制输出端电性连接。
固定支撑架1一侧安装有拿取组件4,拿取组件4包括拿取电推杆401、拿取支撑架402、永磁铁403、联动电磁铁404、冷却罐405、冷却管406和限制阀407;
固定支撑架1一端卡接有拿取电推杆401,拿取电推杆401一端固定连接有拿取支撑架402,拿取支撑架402滑动安装与固定支撑架1一端,便于进行限位和固定,拿取支撑架402侧端对称焊接有永磁铁403,拿取支撑架402一端嵌入卡接有联动电磁铁404,固定支撑架1一端固定安装有冷却罐405,冷却罐405底端贯穿有冷却管406,冷却管406一端嵌入安装有限制阀407,拿取电推杆401和联动电磁铁404输入端与外部控制器输出端电性连接。
S6中金相组织观察及分析设备为研究型倒置式金相显微镜,型号为PMG3,光学最大放大倍数为2000倍,数显为1000倍,金相组织分析试验试件制作和试验方法依据CB1156-92《锡基轴承合金金相检验》;
压缩试样设计依据GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》,根据试样添加镀镍金刚石微粉的质量分数,将试样分别编号为0(0%),1(0.07%),2(0.08%),3(0.09%),4(0.1%);
巴氏合金高温压缩性能测试设备为带有加热模块的Instron5500R电子拉伸压缩试验机,试验温度120℃,试样在试验机的加热和保温炉中加热并保温,时间为15min,之后随炉进行压缩试验,压缩时设置的压缩速度为1mm/min,应变速率为0.04/min;
巴氏合金的使用性能也体现在摩擦学性能上,为了研究镀镍金刚石微粉的加入对摩擦学性能的影响,利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机进行试验,对比加入不同量镀镍金刚石微粉的改性巴氏合金的摩擦系数和磨损量。
根据一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺任一步骤制成的合金。
试验测试了干摩擦条件下和25#润滑油润滑条件下加入不同量镀镍金刚石微粉的巴氏合金销和不锈钢盘的摩擦系数以及销的磨损量。所有试样的摩擦表面粗糙度死为0.8μm。试验参数如表1所示。
硬度试验采用布氏硬度标准,对每个温度下材料的布氏硬度进行3次釆样,取其平均值作为此温度下材料的布氏硬度值。试样选用未添加镀镍金刚石微粉的巴氏合金和添加0.08%镀镍金刚石微粉的巴氏合金2种试样。硬度计选用HB-3000B-L测量温度定为25、50、90℃。
表1改性巴氏合金摩擦磨损试验参数表
Table 1
Test parameters
of friction-wear test fornew Babbitt
结果与分析
金相组织分析
加入不同质量分数的镀镍金刚石微粉进行改性后的锡基巴氏合金金相组织,其中黑色基体为锡(Sn)的a固溶体,较大的白色三角或者方块为α相(SnSb),白色针状、点状或者短杆状为Cu6Sn5β相。随着镀镍金刚石微粉加入量的增加,黑色基体越来越少,即锡的a固溶体越来越少,Cu6Sn5β相相则增多,晶粒尺寸有布都比较均匀。
高温压缩性能分析
材料的压缩性能是指材料在压应力作用下抵抗变形的能力。轴承的高速、重载化发展要求巴氏合金材料具有高的抗压缩性能,但是由于巴氏合金的温度敏感性比较大,高速重载所带来的温升将使巴氏合金材料的力学性能更差,从而导致巴氏合金层变形,油膜厚度增大,承载力降低,甚至巴氏合金层会发生塑性流变,造成严重烧瓦事故,因此必须对改性后的巴氏合金进行高温条件下的抗压缩性能测试。
高温压缩试验得到的结果如表3所示。随着镀镍金刚石微粉含量的增多,最大实际压缩力与压缩屈服强度先增加后减小,即镀镍金刚石微粉的加入对于试样压缩屈服强度的提高有一定的作用,但是当镀镍金刚石微粉的加入量超过2%后,最大实际压缩力和压缩屈服强度有较为明显的降低。这是因为镀镍金刚石微粉含量的增多导致了硬而脆的Cu6Sn5相增加,进而导致合金塑性降低。
2.3摩擦磨损性能分析
2.3.1摩擦系数测试及分析
改性巴氏合金和不锈钢配对在在干摩擦条件下,加入不同量的镀镍金刚石微粉对巴氏合金干摩擦系数的影响不大。对摩擦系数曲线去掉奇异点和磨合阶段,得到不同镀镍金刚石微粉含量的材料干摩擦系数如图7所示。从结果看,5个试样的摩擦系数都在0.35左右,添加镀镍金刚石微粉的摩擦系数相比未添加镀镍金刚石微粉的略高(高);而添加0.09%~0.1%Cu的摩擦系数略小(小4.1%~5.7%),这样的差别可以忽略不计,认为添加镀镍金刚石微粉对干摩擦系数几乎没有影响。此外,不同镀镍金刚石微粉含量的巴氏合金,随着时间的增加其摩擦系数有越来越大的趋势。
1)镀镍金刚石微粉的加入对巴氏合金的金相组织有较大影响,镀镍金刚石微粉的加入引起硬质相Cu6Sn5相增加和锡(Sn)的α固溶体的减少,β相比例变化不大,但是镀镍金刚石微粉相晶粒尺寸有所增加。
2)随着镀镍金刚石微粉含量的增多,最大实际压缩力与压缩屈服强度先增加后减小,但是当铜含量超过0.1%以后,最大实际压缩力和压缩屈服强度反而有较为明显的降低,巴氏合金的塑性也降低。
3)镀镍金刚石微粉的加入对巴氏合金的干摩擦系数影响不大,但抗磨损性能略有下降,且当镀镍金刚石微粉加入量较大时0.1%,抗磨损性能有较大的下降;镀镍金刚石微粉的加入对油润滑条件下的摩擦系数和磨损量的影响不明显。
4)添加0.071%~0.1%的镀镍金刚石微粉后,材料的软化温度有提高,室温硬度也在允许的范围内,高温压缩性能和摩擦磨损性能并没有明显的下降,甚至强度有所提高。因此可以认为该材料能够应用于滑动轴承,特别是重载滑动轴承。
不同质量分数镀镍金刚石微粉时相(SnSb)的尺寸和分布变化:
加入不同量镀镍金刚石微粉的巴氏合金试样压缩试验数据巴氏合金随温度变化的布氏硬度测量值
temperatures(X10MPa)
本发明的工作原理及使用流程:在需要对巴氏合金进行制造时,工作人员转动开合板303,将存放网笼302打开,并将原料放置到存放网笼302内,关闭开合板303,启动下压电推杆305,由下压电推杆305带动隔热板304下压,从而将存放网笼302沿固定放置架306嵌入到加热桶301内,通过固定放置架306对存放网笼302进行限位,使得在下压时可以有效的避免存放网笼302位置处偏移,通过隔热板304隔绝热量,保证了内部熔融的温度,从而保证了金属熔化的速度,通过多个加热桶301将多种金属分开进行熔化,从而避免因金属原料自身的杂质导致比例出现误差的情况,在熔融完成后,通过电动阀312打开排液管307,通过排液管307将金属液输入到混合桶308内,通过电动阀312对输入的金属液的量进行限制,从而保证了产品的配比的准确度,启动搅拌电机309,由搅拌电机309带动搅拌杆310对金属液进行混合搅拌,从而对金属液进行充分混合,在混合完成后,通过电动阀312打开输出管311,将混合后的金属液输入到模具内;
金属液顺着输出管311进入到放置盒203内的成型盒205内,在金属液输入的同时启动联动电推杆211,由联动电推杆211带动密封塞210上升,从而抽取成型盒205内的气体,使得成型盒205内处于真空状态,避免在金属液输入时金属液中混入气泡,导致了产品出现砂眼或空洞的情况,从而保证了产品的质量,通过传动电机202带动旋转盘201,将空得放置盒203转动到输出管311底端,在放置盒203顶端的进液孔212与输出管311对齐后,关闭吸附电磁铁215,在挤压弹簧214的复位作用下带动挤压半圆板216滑动,使得挤压半圆板216与阻挡半圆板213贴合,从而对输出管311进行限制,避免在注液时输出管311位置偏移,导致金属液溢出的情况出现,在注液完成后,再次启动吸附电磁铁215,通过吸附电磁铁215对挤压半圆板216进行吸附,从而松开输出管311,再次通过传动电机202带动旋转盘201转动,从而持续进行铸造;
浇注完成后的放置盒203一端到冷却管406位置处,再次关闭吸附电磁铁215,由挤压半圆板216和阻挡半圆板213对冷却管406进行限位,打开限制阀407,由冷却管406输出液态干冰对铸件进行快速冷却,从而加快了铸件的成型速度,铸件成型完成后,由旋转盘201带动其一端到拿取支撑架402位置处,启动拿取电推杆401和联动电磁铁404,使得联动电磁铁404与成型盒205吸附贴合,通过永磁铁403吸附限位卡接柱207,从而将限位卡接柱207从卡接孔206内抽出,在限位卡接柱207抽出时,复位弹簧208被压缩,松开成型盒205,通过拿取电推杆401带动拿取支撑架402复位,从而将成型盒205沿固定卡接槽204抽出,使得在成型后可以快速的拿取,在永磁铁403远离限位卡接柱207后,限位卡接柱207失去限制力,由复位弹簧208带动其复位,从而再次嵌入到卡接孔206内,通过限位卡接柱207和复位弹簧208对成型盒205进行限制,避免成型盒205在浇注和移动时位置偏移,保证了浇注和移动的稳定性。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,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。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S1:分离熔融:将多种不同的金属分别放置到多个存放网笼(302)内侧,通过多个加热桶(301)和存放网笼(302)将不同的金属分离,避免混合在一起后因金属内含有杂质导致配比出现偏差,并通过固定支撑架(1)对其进行支撑;
S2:金属混合:将多种金属液按不同的比例注入到混合桶(308)内,通过混合桶(308)、搅拌电机(309)和搅拌杆(310)对多种金属液进行混合,使其混合的更加均匀;
S3:金属铸造:将混合完成后的金属液注入到成型盒(205)内并在注入时通过联动电推杆(211)带动密封塞(210)滑动,抽取放置盒(203)内的空气,避免在铸造过程中铸件内产生砂眼或气泡,通过挤压弹簧(214)带动挤压半圆板(216)与阻挡半圆板(213)贴合,从而避免输出管(311)位置偏移,保证了注液的稳定性;
S4:金属冷却:通过冷却罐(405)内的冷却液通过冷却管(406)输出到放置盒(203)内,对铸件进行直接冷却,从而加快铸件的冷却成型速度;
S5:成品拿取:通过拿取电推杆(401)带动拿取支撑架(402)移动,从而通过永磁铁(403)对限位卡接柱(207)和联动电磁铁(404)对成型盒(205)进行吸附,从而快速的将成型盒(205)抽出,便于快速的拿取成品;
S6、成品检测:依据GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》,根据试样添加镀镍金刚石微粉的质量分数,将试样分别编号为0(0%),1(0.07%),2(0.08%),3(0.09%),4(0.1%);
试样在试验机的加热和保温炉中加热并保温,之后随炉进行压缩试验,压缩时设置的压缩速度为1mm/min,应变速率为0.04/min,利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机进行试验,对比加入不同量镀镍金刚石微粉的改性巴氏合金的摩擦系数和磨损量。
2.根据权利要求1所述的一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺,其特征在于,所述固定支撑架(1)一侧安装有制作组件(2),所述制作组件(2)包括旋转盘(201)、传动电机(202)、放置盒(203)、固定卡接槽(204)、成型盒(205)、卡接孔(206)、限位卡接柱(207)、复位弹簧(208)、集气筒(209)、密封塞(210)、联动电推杆(211)、进液孔(212)、阻挡半圆板(213)、挤压弹簧(214)、吸附电磁铁(215)和挤压半圆板(216);
所述固定支撑架(1)一端转动连接有旋转盘(201),所述旋转盘(201)顶端与传动电机(202)输出轴固定连接,所述旋转盘(201)顶端等距焊接有若干个放置盒(203),所述放置盒(203)内侧开设有固定卡接槽(204),所述放置盒(203)内侧对应固定卡接槽(204)位置处卡接有成型盒(205),所述放置盒(203)和成型盒(205)一端均开设有卡接孔(206),所述卡接孔(206)内侧嵌入卡接有限位卡接柱(207),所述限位卡接柱(207)一端点焊连接有复位弹簧(208),所述复位弹簧(208)一端点焊安装于卡接孔(206)侧端,所述放置盒(203)顶端贯穿有集气筒(209),所述集气筒(209) 内侧滑动放置有密封塞(210),所述密封塞(210)顶端与联动电推杆(211)底端固定连接,所述放置盒(203)顶端中部开设有进液孔(212),所述放置盒(203)顶端对应进液孔(212)位置处焊接有阻挡半圆板(213),所述放置盒(203)一端焊接有挤压弹簧(214),所述挤压弹簧(214)一端点焊连接有挤压半圆板(216),所述放置盒(203)一端靠近挤压半圆板(216)位置处卡接有吸附电磁铁(215)。
3.根据权利要求2所述的一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金及制备工艺,其特征在于,所述成型盒(205)对应固定卡接槽(204)位置处焊接有固定卡接条,所述传动电机(202)、联动电推杆(211)和吸附电磁铁(215)输入端均与外部控制器输出端电性连接,所述外部控制器输入端与外部电源输出端电性连接。
4.根据权利要求2所述的一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺,其特征在于,所述挤压半圆板(216)一端与阻挡半圆板(213)贴合,所述密封塞(210)直径与集气筒(209)内径相等。
5.根据权利要求2所述的一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺,其特征在于,所述挤压半圆板(216)和阻挡半圆板(213)底端均与放置盒(203)顶端贴合,所述限位卡接柱(207)一端焊接有导向柱。
6.根据权利要求1所述的一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺,其特征在于,所述固定支撑架(1)一侧安装有混合组件(3),所述混合组件(3)包括加热桶(301)、存放网笼(302)、开合板(303)、隔热板(304)、下压电推杆(305)、固定放置架(306)、排液管(307)、混合桶(308)、搅拌电机(309)、搅拌杆(310)、输出管(311)和电动阀(312);
所述固定支撑架(1)顶端一侧等距卡接有若干个加热桶(301),所述加热桶(301)内侧放置有存放网笼(302),所述存放网笼(302)一端铰接有开合板(303),所述存放网笼(302)顶端焊接有隔热板(304),所述隔热板(304)顶端固定连接有下压电推杆(305),所述下压电推杆(305)固定安装于固定支撑架(1)一端,所述加热桶(301)内侧对应存放网笼(302)位置处焊接有固定放置架(306),所述存放网笼(302)与固定放置架(306)卡接连接,所述加热桶(301)底端贯穿有排液管(307),多个排液管(307)出液端均贯穿安装与混合桶(308)顶端,所述混合桶(308)底端通过电机座连接有搅拌电机(309),所述搅拌电机(309)输出端与搅拌杆(310)固定连接,所述混合桶(308)侧端底部贯穿有输出管(311),所述排液管(307)和输出管(311)一端均嵌入安装有电动阀(312)。
7.根据权利要求6所述的一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺,其特征在于,所述隔热板(304)与加热桶(301)卡接连接,所述存放网笼(302)底端对应固定放置架(306)位置处开设有固定放置槽,所述下压电推杆(305)、搅拌电机(309)和电动阀(312)输入端均与外部控制输出端电性连接,所述搅拌杆(310)由传动杆和搅拌扇叶组合,所述传动杆和搅拌扇叶焊接连接,所述混合桶(308)底端对应搅拌电机(309)位置处安装有隔热筒。
8.根据权利要求1所述的一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺,其特征在于,所述固定支撑架(1)一侧安装有拿取组件(4),所述拿取组件(4)包括拿取电推杆(401)、拿取支撑架(402)、永磁铁(403)、联动电磁铁(404)、冷却罐(405)、冷却管(406)和限制阀(407);
所述固定支撑架(1)一端卡接有拿取电推杆(401),所述拿取电推杆(401)一端固定连接有拿取支撑架(402),所述拿取支撑架(402)侧端对称焊接有永磁铁(403),所述拿取支撑架(402)一端嵌入卡接有联动电磁铁(404),所述固定支撑架(1)一端固定安装有冷却罐(405),所述冷却罐(405)底端贯穿有冷却管(406),所述冷却管(406)一端嵌入安装有限制阀(407);
所述拿取支撑架(402)滑动安装与固定支撑架(1)一端,所述拿取电推杆(401)和联动电磁铁(404)输入端与外部控制器输出端电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺,其特征在于,所述S6中金相组织观察及分析设备为研究型倒置式金相显微镜,型号为PMG3,光学最大放大倍数为2000倍,数显为1000倍,金相组织分析试验试件制作和试验方法依据CB1156-92《锡基轴承合金金相检验》;
压缩试样设计依据GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》,根据试样添加镀镍金刚石微粉的质量分数,将试样分别编号为0(0%),1(0.07%),2(0.08%),3(0.09%),4(0.1%);
巴氏合金高温压缩性能测试设备为带有加热模块的Instron5500R电子拉伸压缩试验机,试验温度120℃,试样在试验机的加热和保温炉中加热并保温,时间为15min,之后随炉进行压缩试验,压缩时设置的压缩速度为1mm/min,应变速率为0.04/min;
巴氏合金的使用性能也体现在摩擦学性能上,为了研究镀镍金刚石微粉的加入对摩擦学性能的影响,利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机进行试验,对比加入不同量镀镍金刚石微粉的改性巴氏合金的摩擦系数和磨损量。
10.一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金,其特征在于,根据一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺任一步骤制成的合金。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116213678A (zh) * | 2023-05-04 | 2023-06-06 | 唐山学院 | 一种金属材料的加工成型模具 |
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2021
- 2021-06-28 CN CN202110724217.7A patent/CN113441680A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116213678A (zh) * | 2023-05-04 | 2023-06-06 | 唐山学院 | 一种金属材料的加工成型模具 |
CN116213678B (zh) * | 2023-05-04 | 2023-07-04 | 唐山学院 | 一种金属材料的加工成型模具 |
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