CN1289859A - 一种滑动轴承喷涂材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滑动轴承喷涂材料,属于自熔性硬面合金粉末材料,主要用作连续热镀锌机组沉没构件滑动轴承相对滑动表面的喷涂层。其化学成分组成为(重量%):Cr20.0~26.0%、Co22.80~61.0%、Mo10.0~16.0%、W6.0~12.0%、Si1.0~4.0%、B2.0~5.0%、Fe≤14.0%、C<0.2%。采用本发明滑动轴承喷涂材料喷涂的涂层,具有稳定的耐腐蚀、耐磨损性能,有效地提高了滑动轴承的使用寿命,连续上机使用时间可达21~27天,降低了生产成本。
Description
本发明涉及一种滑动轴承喷涂材料,属于自熔性硬面合金粉末材料,主要用作连续热度锌机组沉没构件滑动轴承相对滑动表面的喷涂层。
由1根沉没辊(sink roll)、2根稳定辊(stable roll)通过滑动轴承安装于支撑臂上,构成一组沉没构件。沉没构件工作在存有约465℃锌液的锌锅中,带钢在锌锅中经沉没辊从稳定辊之间通过,完成镀锌工序。安装在沉没构件的沉没辊、稳定辊两端轴颈处的滑动轴承,承受着辊子对它作用的方向力与锌液腐蚀,产生严重的磨损。当局部磨损量超过轴承内套或外套壁厚的2/3时,需立即对该轴套进行更换,以保证生产的正常进行。现有技术中,在此工况条件下使用的轴套内、外套多为整体铸造或锻造件,其主要失效形式为磨损及腐蚀,上机使用寿命一般仅为一周左右。备件短的使用寿命,使得生产中每月需增配大量的停机调换时间,不利于连续、稳定地运行作业,难以适应目前市场的需要。为确保获得较长的上机使用寿命,有些生产厂家曾由国外引进了陶瓷安装块,安装于轴承外套内的受力区域。虽然陶瓷安装块能提供超强的耐磨性,但是受到与之匹配使用的轴承内套寿命的牵制,整体使用效果并不理想。陶瓷安装块非常脆,极易在运输和安装中损坏。并且,一旦陶瓷安装块安装不当,既有可能在生产中发生事故。
本发明的目的是提供一种能使滑动轴承具有稳定的耐腐蚀、耐磨损喷涂层,且喷涂工艺简便的滑动轴承喷涂材料,以提高连续热镀锌机组沉没构件上的滑动轴承的使用寿命,降低生产成本。
本发明的目的是通过以下技术解决方案实现的。
一种滑动轴承喷涂材料,其化学成分组成为(重量%):Cr20.0~26.0%、Co22.80~61.0%、Mo10.0~16.0%、W6.0~12.0%、Si1.0~4.0%、B2.0~5.0%、Fe≤14.0%、C<0.2%。
Cr元素为涂层提供优良的耐蚀性及耐磨性,当铬的含量在20%以下时,涂层的耐蚀性、耐磨性提高有限,但铬的含量超过26%时,又会使涂层的脆性增加,影响其与基体的结合力。因此,Cr含量控制在20.0~26.0之间。
W、Mo元素能够显著提高涂层抗锌腐蚀能力及耐温性能。Mo-W合金对锌液具有良好的不润湿性,为确保涂层中含有一定数量的钨钼合金相,W的含量不应低于6.0%,Mo的含量不应低于10.0%;但当W含量超过12.0%、Mo含量超过16.0%时,会增加涂层的脆性,影响涂层与基体的结合力。
Co具有耐热性,在417℃会发生同素异构转变,由密排六方晶格转变为高温下十分稳定的面心立方结构。但Co含量太高,会增加合金的制造成本,并使合金的熔点提高。因此,Co的含量应控制在22.80~61.0%的范围之内。
B和Si能够降低喷涂材料的熔点,确保其自熔性,使涂层的获得更加容易。其次,B和Si元素作为脱氧剂,能使涂层材料在重熔过程中产生的氧化物以渣的形式被清除出去。B元素的添加量不能过高,否则会使涂层的脆性增加。同时,B和Si的总量过高,会使涂层材料的耐热性变差。因此,B和Si的含量应分别控制在Si1.0~4.0、B2.0~5.0的范围内,使涂层材料既具有良好的自熔性,又保持良好的耐磨性及耐热性能。
Fe和C为不可避免的杂质,应尽量将含量控制在较底的水平。但Fe的加入,能降低涂层材料的制作成本,且Fe与B化合可生成与锌液不润湿的Fe-B硬质相,使涂层的耐磨性增加,其含量可适量增加,一般控制在14%以下;Fe含量超过14%时,会使涂层的脆性增加。
本发明与现有技术相比所具有的优点在于:
采用本发明滑动轴承喷涂材料喷涂的轴承内、外轴套相对滑动表面,其涂层具有稳定的耐腐蚀、耐磨损性能,使得内、外轴套的使用性能相匹配,有效地提高了轴承的使用寿命。由于轴承使用寿命的提高,减少了备件的需要量和大量的停机调换时间,降低了生产成本。同时采用喷涂涂层,可降低对轴承基体材料的要求,使其能够采用相对便宜的制造材料,进一步降低生产成本。另外,该喷涂材料属于适于工业喷涂的自熔合金粉末,喷涂工艺简单。
下面结合实施例对本发明进行详细论述。
本发明滑动轴承喷涂材料,为Co-Cr-W-Mo自熔合金,其成分配比如下表1:
表1
化学成分组成(重量%) | ||||||||
C | Co | Mo | W | Si | B | Cr | Fe | |
实施例1 | 0.1 | 56.9 | 10.5 | 6.0 | 1.0 | 4.5 | 20.0 | 1.0 |
实施例2 | 0.15 | 42.0 | 12.0 | 8.0 | 3.5 | 2.5 | 22.0 | 9.85 |
实施例3 | 0.2 | 29.8 | 14.0 | 12.0 | 5.0 | 1.0 | 25.0 | 13.0 |
喷涂设备采用氧乙炔焰喷枪,经预热-喷涂-回火-车加工-磨加工,完成滑动轴承内、外轴套相对滑动表面涂层的加工工艺过程。所获得的涂层的技术参数见表2。
表2
轴套粗糙度 | 硬度 | 涂层厚度 | 备注 | |
实施例1 | Ra1.6 | HRC50-55 | 2.0mm | 涂层无气孔、裂纹等缺陷 |
实施例2 | Ra1.6 | HRC50-55 | 3.0mm | 涂层无气孔、裂纹等缺陷 |
实施例3 | Ra1.6 | HRC50-55 | 4.0mm | 涂层无气孔、裂纹等缺陷 |
经上述喷涂处理后的连续热镀锌机组沉没构件滑动轴承,在连续热镀锌机组上,进行了连续6个月的现场试验表明:涂敷后的轴承连续上机使用时间可达21~27天。调换下的轴承涂层表面磨损量甚少,经测量内、外轴套磨损量均在0.65-1.9mm之间,没有观察到轴套表面有被严重腐蚀的现象。涂层为轴承提供了优良的耐磨损性及耐蚀性,使用周期由原使用一周延长到三周,为生产出合格的带钢提供坚实地基础。同时,改善了原轴承与沉没构件上的其他部件一沉没辊、稳定辊使用寿命不匹配的问题,将不正常停机换辊影响因素进一步减小。
本发明滑动轴承喷涂材料也可用作其他工作于类似的高温、易腐蚀场合的滑动轴承的内、外轴套相对滑动表面的涂层,以增加其耐磨损、耐腐蚀性能。
Claims (1)
1.一种滑动轴承喷涂材料,其特征在于它的化学成分组成为(重量%):Cr20.0~26.0%、Co22.80~61.0%、Mo10.0~16.0%、W6.0~12.0%、Si1.0~4.0%、B2.0~5.0%、Fe≤14.0%、C<0.2%。
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