CN115505793A - 一种轴瓦复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轴瓦材料技术领域,具体公开了一种轴瓦复合材料及制备方法,包括以下质量比的原料组成:陶瓷材料1.0wt%~1.5wt%、锡5.0wt%~7.5wt%、铜0.6wt%~1.2wt%、硅3.25wt%~4.75wt%、锰0.15wt%~0.25wt%、铬0.15wt%~0.25wt%和铝84.55wt%~89.85wt%制得合金层;碳0.01wt%~0.12wt%、磷0.001wt%~0.035wt%、锰0.01wt%~0.6wt%、硅0.01wt%~0.05wt%、硫0.001wt%~0.035wt%、铝0.01wt%~1.0wt%和铁98.16wt%~99.958wt%制得钢层;合金层40wt%~60wt%和钢层60wt%~40wt%制得轴瓦。以上方法,可以使得轴瓦的综合性能更佳,并且在制备过程中没有铅元素,使得不会产生有毒气体,减小了对人体的危害,同时也不会在使用过程中对润滑油造成污染,便于后续对发动机进行维护保养。
Description
技术领域
本发明涉及轴瓦材料技术领域,尤其涉及一种轴瓦复合材料及制备方法。
背景技术
目前轴瓦是发动机的重要零部件之一,为了不影响发动机使用时的性能,因此需要轴瓦具备多种性能需求,以此来提高发动机使用的性能,现通过使用铅铝合金可以满足轴瓦的材料的使用要求。
但是,铅铝合金中含有铅,在熔炼材料时会产生有毒气体,对工人的身体健康产生危害,并且含铅的轴瓦在使用过程中会污染润滑油,影响后续对发动机的维护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴瓦复合材料及制备方法,旨在解决现有技术中的铅铝合金中含有铅,在熔炼材料时会产生有毒气体,对工人的身体健康产生危害,并且含铅的轴瓦在使用过程中会污染润滑油,影响后续对发动机的维护的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用的一种轴瓦复合材料,包括以下质量比的原料组成:
陶瓷材料1.0wt%~1.5wt%、锡5.0wt%~7.5wt%、铜0.6wt%~1.2wt%、硅3.25wt%~4.75wt%、锰0.15wt%~0.25wt%、铬0.15wt%~0.25wt%和铝84.55wt%~89.85wt%制得合金层;
碳0.01wt%~0.12wt%、磷0.001wt%~0.035wt%、锰0.01wt%~0.6wt%、硅0.01wt%~0.05wt%、硫0.001wt%~0.035wt%、铝0.01wt%~1.0wt%和铁98.16wt%~99.958wt%制得钢层;
所述合金层40wt%~60wt%和所述钢层60wt%~40wt%制得轴瓦。
其中,所述陶瓷材料采用碳化钛硅、氮化硅和碳化硅中的任意一种或多种组合。
其中,所述陶瓷材料为纳米陶瓷材料。
其中,所述锡采用锡锭或锡铝合金,所述铜采用铜锭或铜铝合金,所述硅采用硅锭或硅铝合金,所述铬采用铬锭或铬铝合金。
本发明还提供一种轴瓦复合材料的制备方法,制备上述所述的轴瓦复合材料,包括如下步骤:
按质量比,将所述陶瓷材料、所述锡、所述铜、所述硅、所述锰、所述铬和所述铝添加至熔炼炉之中进行熔炼,制得所述合金层的浇筑液;
进而将所述合金层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述合金层毛胚;
将所述合金层毛坯通过所述挤压机,对所述合金层毛坯进行挤压成型;
按质量比,将所述铁、所述碳、所述磷、所述锰、所述硅、所述硫和所述铝添加至另一个熔炼炉之中进行熔炼,制得所述钢层的浇筑液;
从而将所述钢层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述钢层毛胚;
将所述钢层毛坯通过所述挤压机,对所述钢层毛坯进行挤压成型;
按质量比,将所述钢层与所述合金层进行高温热压,使得所述钢层与所述合金层贴合一体;
以此所述轴瓦复合材料制备完成。
本发明的一种轴瓦复合材料及制备方法,在铝合金中添加所述陶瓷材料,可以提高所述轴瓦复合材料的抗疲劳强度、耐热性和承载能力,并且还可以提高所述轴瓦复合材料的耐化学腐蚀性,同时所述陶瓷材料易加工并且原料成本相对低廉,并通过外部所述钢层的配合,使得轴瓦的综合性能更佳,通过以上方法,可以使得轴瓦的综合性能更佳,并且在制备过程中没有铅元素,使得不会产生有毒气体,减小了对人体的危害,同时也不会在使用过程中对润滑油造成污染,便于后续对发动机进行维护保养。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种轴瓦复合材料的制备方法的第一实施例。
图2是本发明的一种轴瓦复合材料的制备方法的第二实施例。
图3是本发明的一种轴瓦复合材料的制备方法的第三实施例。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
一种轴瓦复合材料包括以下质量比的原料组成:
陶瓷材料1.0wt%~1.5wt%、锡5.0wt%~7.5wt%、铜0.6wt%~1.2wt%、硅3.25wt%~4.75wt%、锰0.15wt%~0.25wt%、铬0.15wt%~0.25wt%和铝84.55wt%~89.85wt%制得合金层;
碳0.01wt%~0.12wt%、磷0.001wt%~0.035wt%、锰0.01wt%~0.6wt%、硅0.01wt%~0.05wt%、硫0.001wt%~0.035wt%、铝0.01wt%~1.0wt%和铁98.16wt%~99.958wt%制得钢层;
所述合金层40wt%~60wt%和所述钢层60wt%~40wt%制得轴瓦。
按质量比,将所述陶瓷材料、所述锡、所述铜、所述硅、所述锰、所述铬和所述铝添加至熔炼炉之中进行熔炼,制得所述合金层的浇筑液;
进而将所述合金层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述合金层毛胚;
将所述合金层毛坯通过所述挤压机,对所述合金层毛坯进行挤压成型;
按质量比,将所述铁、所述碳、所述磷、所述锰、所述硅、所述硫和所述铝添加至另一个熔炼炉之中进行熔炼,制得所述钢层的浇筑液;
从而将所述钢层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述钢层毛胚;
将所述钢层毛坯通过所述挤压机,对所述钢层毛坯进行挤压成型;
按质量比,将所述钢层与所述合金层进行高温热压,使得所述钢层与所述合金层贴合一体;
以此所述轴瓦复合材料制备完成。
在将所述钢层和所述合金层贴合一体的步骤后:对所述轴瓦复合材料进行剪边,将所述轴瓦复合材料两侧的毛刺进行剪切。
在将所述轴瓦复合材料两侧毛刺进行剪切的步骤后:使用打磨抛光机,对所述轴瓦复合材料的上下两端进行打磨抛光。
在对所述轴瓦复合材料打磨抛光的步骤后:将所述轴瓦复合材料进行高压喷淋清洗,将所述轴瓦复合材料表面的杂质与粉状物质进行冲洗,并对所述轴瓦复合材料进行烘干;
在对所述轴瓦复合材料烘干的步骤后:将所述轴瓦合金材料进行收卷。
实施例1,请参阅图1,本发明还提供一种轴瓦复合材料的制备方法,包括如下步骤:
S1:按质量比,将1.0wt%所述陶瓷材料、5.0wt%所述锡、0.6wt%所述铜、3.25wt%所述硅、0.15wt%所述锰、0.15wt%所述铬和89.85wt%所述铝添加至熔炼炉之中进行熔炼,制得所述合金层的浇筑液;
S2:进而将所述合金层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述合金层毛胚;
S3:将所述合金层毛坯通过所述挤压机,对所述合金层毛坯进行挤压成型;
S4:按质量比,将99.958wt%所述铁、0.01wt%所述碳、磷0.001wt%所述磷、0.01wt%所述锰、0.01wt%所述硅、0.001wt%所述硫和铝0.01wt%所述铝添加至另一个熔炼炉之中进行熔炼,制得所述钢层的浇筑液;
S5:从而将所述钢层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述钢层毛胚;
S6:将所述钢层毛坯通过所述挤压机,对所述钢层毛坯进行挤压成型;
S7:按质量比,将60wt%所述钢层与40wt%所述合金层进行高温热压,使得所述钢层与所述合金层贴合一体;
S8:对所述轴瓦复合材料进行剪边,将所述轴瓦复合材料两侧的毛刺进行剪切;
S9:使用打磨抛光机,对所述轴瓦复合材料的上下两端进行打磨抛光;
S10:将所述轴瓦复合材料进行高压喷淋清洗,将所述轴瓦复合材料表面的杂质与粉状物质进行冲洗,并对所述轴瓦复合材料进行烘干;
S11:将所述轴瓦合金材料进行收卷;
S12:以此所述轴瓦复合材料制备完成。
通过在铝合金中添加所述陶瓷材料,可以提高所述轴瓦复合材料的抗疲劳强度、耐热性和承载能力,并且还可以提高所述轴瓦复合材料的耐化学腐蚀性,同时所述陶瓷材料易加工并且原料成本相对低廉,并通过外部所述钢层的配合,使得轴瓦的综合性能更佳,并且除去了铅元素的添加,使得在制备过程中不会产生有毒气体,保障了操作人员的身体健康,通过高温高压可以将所述合金层与所述钢层挤压粘合成所述轴瓦复合材料,在高温烘烤的环境下,使得所述合金层与所述钢层发生软化,并且通过高压设备使得所述合金层与所述钢层进行粘合,通过两侧材料的复合制备,可以有效增强轴瓦的强度,并且可以提高轴瓦的使用寿命,对剪切的毛边进行重新回炉熔炼,可以进行二次浇筑,增加材料的利用率,并且由于轴瓦中不具有铅元素,无需担心回炉发生有毒气体,保证了加工过程中的安全性,且所述合金层的硬度为40~60HBW,所述钢层硬度为160~220HB,其所述轴瓦复合材料的承载能力为98Mpa。
实施例2,请参阅图2,本发明还提供一种轴瓦复合材料的制备方法,包括如下步骤:
S1:按质量比,将1.0wt%所述陶瓷材料、5.0wt%所述锡、0.6wt%所述铜、3.25wt%所述硅、0.15wt%所述锰、0.15wt%所述铬和89.85wt%所述铝添加至熔炼炉之中进行熔炼,制得所述合金层的浇筑液;
S2:进而将所述合金层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述合金层毛胚;
S3:将所述合金层毛坯通过所述挤压机,对所述合金层毛坯进行挤压成型;
S4:按质量比,将99.958wt%所述铁、0.01wt%所述碳、磷0.001wt%所述磷、0.01wt%所述锰、0.01wt%所述硅、0.001wt%所述硫和铝0.01wt%所述铝添加至另一个熔炼炉之中进行熔炼,制得所述钢层的浇筑液;
S5:从而将所述钢层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述钢层毛胚;
S6:将所述钢层毛坯通过所述挤压机,对所述钢层毛坯进行挤压成型;
S7:按质量比,将40wt%所述钢层与60wt%所述合金层进行高温热压,使得所述钢层与所述合金层贴合一体;
S8:对所述轴瓦复合材料进行剪边,将所述轴瓦复合材料两侧的毛刺进行剪切;
S9:使用打磨抛光机,对所述轴瓦复合材料的上下两端进行打磨抛光;
S10:将所述轴瓦复合材料进行高压喷淋清洗,将所述轴瓦复合材料表面的杂质与粉状物质进行冲洗,并对所述轴瓦复合材料进行烘干;
S11:将所述轴瓦合金材料进行收卷;
S12:以此所述轴瓦复合材料制备完成。
通过在铝合金中添加所述陶瓷材料,可以提高所述轴瓦复合材料的抗疲劳强度、耐热性和承载能力,并且还可以提高所述轴瓦复合材料的耐化学腐蚀性,同时所述陶瓷材料易加工并且原料成本相对低廉,并通过外部所述钢层的配合,使得轴瓦的综合性能更佳,并且除去了铅元素的添加,使得在制备过程中不会产生有毒气体,保障了操作人员的身体健康,通过高温高压可以将所述合金层与所述钢层挤压粘合成所述轴瓦复合材料,在高温烘烤的环境下,使得所述合金层与所述钢层发生软化,并且通过高压设备使得所述合金层与所述钢层进行粘合,通过两侧材料的复合制备,可以有效增强轴瓦的强度,并且可以提高轴瓦的使用寿命,对剪切的毛边进行重新回炉熔炼,可以进行二次浇筑,增加材料的利用率,并且由于轴瓦中不具有铅元素,无需担心回炉发生有毒气体,保证了加工过程中的安全性,且所述合金层的硬度为40~60HBW,所述钢层硬度为160~220HB,其所述轴瓦复合材料的承载能力为98Mpa。
实施例3,请参阅图3,本发明还提供一种轴瓦复合材料的制备方法,包括如下步骤:
S1:按质量比,将1.25wt%所述陶瓷材料、6.25wt%所述锡、0.9wt%所述铜、4.0wt%所述硅、0.2wt%所述锰、0.2wt%所述铬和87.2wt%所述铝添加至熔炼炉之中进行熔炼,制得所述合金层的浇筑液;
S2:进而将所述合金层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述合金层毛胚;
S3:将所述合金层毛坯通过所述挤压机,对所述合金层毛坯进行挤压成型;
S4:按质量比,将99.075wt%所述铁、0.07wt%所述碳、磷0.015wt%所述磷、0.3wt%所述锰、0.025wt%所述硅、0.015wt%所述硫和铝0.5wt%所述铝添加至另一个熔炼炉之中进行熔炼,制得所述钢层的浇筑液;
S5:从而将所述钢层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述钢层毛胚;
S6:将所述钢层毛坯通过所述挤压机,对所述钢层毛坯进行挤压成型;
S7:按质量比,将50wt%所述钢层与50wt%所述合金层进行高温热压,使得所述钢层与所述合金层贴合一体;
S8:对所述轴瓦复合材料进行剪边,将所述轴瓦复合材料两侧的毛刺进行剪切;
S9:使用打磨抛光机,对所述轴瓦复合材料的上下两端进行打磨抛光;
S10:将所述轴瓦复合材料进行高压喷淋清洗,将所述轴瓦复合材料表面的杂质与粉状物质进行冲洗,并对所述轴瓦复合材料进行烘干;
S11:将所述轴瓦合金材料进行收卷;
S12:以此所述轴瓦复合材料制备完成。
通过在铝合金中添加所述陶瓷材料,可以提高所述轴瓦复合材料的抗疲劳强度、耐热性和承载能力,并且还可以提高所述轴瓦复合材料的耐化学腐蚀性,同时所述陶瓷材料易加工并且原料成本相对低廉,并通过外部所述钢层的配合,使得轴瓦的综合性能更佳,并且除去了铅元素的添加,使得在制备过程中不会产生有毒气体,保障了操作人员的身体健康,通过高温高压可以将所述合金层与所述钢层挤压粘合成所述轴瓦复合材料,在高温烘烤的环境下,使得所述合金层与所述钢层发生软化,并且通过高压设备使得所述合金层与所述钢层进行粘合,通过两侧材料的复合制备,可以有效增强轴瓦的强度,并且可以提高轴瓦的使用寿命,对剪切的毛边进行重新回炉熔炼,可以进行二次浇筑,增加材料的利用率,并且由于轴瓦中不具有铅元素,无需担心回炉发生有毒气体,保证了加工过程中的安全性,且所述合金层的硬度为40~60HBW,所述钢层硬度为160~220HB,其所述轴瓦复合材料的承载能力为98Mpa。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种轴瓦复合材料,其特征在于,包括以下质量比的原料组成:
陶瓷材料1.0wt%~1.5wt%、锡5.0wt%~7.5wt%、铜0.6wt%~1.2wt%、硅3.25wt%~4.75wt%、锰0.15wt%~0.25wt%、铬0.15wt%~0.25wt%和铝84.55wt%~89.85wt%制得合金层;
碳0.01wt%~0.12wt%、磷0.001wt%~0.035wt%、锰0.01wt%~0.6wt%、硅0.01wt%~0.05wt%、硫0.001wt%~0.035wt%、铝0.01wt%~1.0wt%和铁98.16wt%~99.958wt%制得钢层;
所述合金层40wt%~60wt%和所述钢层60wt%~40wt%制得轴瓦。
2.如权利要求1所述的一种轴瓦复合材料,其特征在于,
所述陶瓷材料采用碳化钛硅、氮化硅和碳化硅中的任意一种或多种组合。
3.如权利要求2所述的一种轴瓦复合材料,其特征在于,
所述陶瓷材料为纳米陶瓷材料。
4.如权利要求3所述的一种轴瓦复合材料,其特征在于,
所述锡采用锡锭或锡铝合金,所述铜采用铜锭或铜铝合金,所述硅采用硅锭或硅铝合金,所述铬采用铬锭或铬铝合金。
5.一种轴瓦复合材料的制备方法,制备如权利要求4所述的轴瓦复合材料,其特征在于,
按质量比,将所述陶瓷材料、所述锡、所述铜、所述硅、所述锰、所述铬和所述铝添加至熔炼炉之中进行熔炼,制得所述合金层的浇筑液;
进而将所述合金层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述合金层毛胚;
按质量比,将所述铁、所述碳、所述磷、所述锰、所述硅、所述硫和所述铝添加至另一个熔炼炉之中进行熔炼,制得所述钢层的浇筑液;
从而将所述钢层的浇筑液通过浇筑模具进行浇筑,最终制成所述钢层毛胚;
按质量比,将所述钢层与所述合金层进行高温热压,使得所述钢层与所述合金层贴合一体;
以此所述轴瓦复合材料制备完成。
6.如权利要求5所述的一种轴瓦复合材料的制备方法,其特征在于,
制得所述合金层毛胚后:将所述合金层毛坯通过所述挤压机,对所述合金层毛坯进行挤压成型。
7.如权利要求6所述的一种轴瓦复合材料的制备方法,其特征在于,制得所述钢层毛坯后:将所述钢层毛坯通过所述挤压机,对所述钢层毛坯进行挤压成型。
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