CN207673719U - 一种带增韧中间层的铜基轴瓦 - Google Patents

Abstract

一种带增韧中间层的铜基轴瓦，包括由铜壳体、纯镍层和锡基轴承合金层形成的多层结构，所述铜壳体位于所述铜基轴瓦的外层，所述纯镍层设置在所述铜壳体的内壁上，并形成所述铜基轴瓦的增韧中间层，所述的纯镍层的厚度为30μm~100μm，所述锡基轴承合金层设置在所述纯镍层上，并形成所述铜基轴瓦的内层，所述的锡基轴承合金层的内壁上设有均匀的凹槽，所述的凹槽为梯形槽或方形槽的一种，且所述凹槽的深度为所述锡基轴承合金层厚度的1/5~1/3。本实用新型通过设置增韧中间层，避免在锡基轴承合金和铜壳体结合面处发生反应生成Cu₆Sn₅脆性相，提高锡基轴承合金与铜壳体之间的结合强度。

Description

一种带增韧中间层的铜基轴瓦

技术领域

本实用新型涉及轴瓦技术领域，具体的涉及一种带增韧中间层的铜基轴瓦。

背景技术

轴瓦是内燃机中的重要零部件之一，其性能与结构不仅影响内燃机的性能、工作可靠性和寿命，而且影响内燃机本身的结构设计，随着交通运输业的飞速发展，发动机日益向高速、大功率、低能耗、轻量化、高增压强化和环保化方向发展，对作为内燃机重要配件之一的轴瓦提出了更高的要求，如：疲劳强度高、耐磨性好、抗咬合性好、抗腐蚀性好、镶嵌性好、顺应性好且具有环保性等。目前，轴瓦材料主要有两种，一种是铝基合金材料，另一种是铜基合金材料，其中铝基合金材料具有中等疲劳强度和承载能力，良好的耐腐蚀性，较好的轴承表面性能，铜基合金材料具有很高的疲劳强度和承载能力，较好的轴承表面性能等特点。早期的轴瓦材料的轴承合金以巴士合金为主，是一种软基体上分布着硬颗粒相的低熔点合金，分锡基、铅基、镉基三个系列，其中锡基轴承合金更适合相对于低硬度轴转动的材料，与其它轴承材料相比，具有更好的适应性和嵌入性，广泛应用于高速、重载、高精度、大功率的机械设备中，是大中型电动机、汽轮机、水轮机、发电机、工业泵、鼓风机、压缩机、轧钢机、齿轮箱、磨煤机等机械设备的关键部件；锡基和铅基轴承合金质地软、强度低，不适合制造整体轴承，而是将它们浇注在青铜、钢壳或铸铁等轴瓦上，作为双金属轴瓦材料。

巴氏合金浇注工艺过程分为瓦胎的清洗、瓦态的保护、搪锡、合金熔炼、浇注5个工艺。针对钢基轴瓦，现有技术中一般是通过将钢壳浸入纯锡熔液中（锡和铁在300℃左右时容易生成铁锡化合物），利用锡对碳素钢和轴承合金都有较好的润湿性，特别是锡和轴承合金可以共溶，以纯锡为过渡层将轴承合金浇注在碳素钢表面。而对铜基轴瓦，因为锡基轴承合金和铜结合面发生反应易生成Cu₆Sn₅脆性相，因此锡基轴承合金与铜的结合强度较差（不高于30Mpa），很难直接浇注在铜壳上面，通过增加锡过渡层仍不能牢固地结合在铜壳上面。

实用新型内容

实用新型的目的是为了解决上述技术问题的不足，提供一种带增韧中间层的铜基轴瓦，通过设置增韧中间层，避免在锡基轴承合金和铜壳体结合面处发生反应生成Cu₆Sn₅脆性相，提高锡基轴承合金与铜壳体之间的结合强度。

本实用新型为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：一种带增韧中间层的铜基轴瓦，包括由铜壳体、纯镍层和锡基轴承合金层形成的多层结构，所述铜壳体位于所述铜基轴瓦的外层，所述纯镍层设置在所述铜壳体的内壁上，并形成所述铜基轴瓦的增韧中间层，所述锡基轴承合金层设置在所述纯镍层上，并形成所述铜基轴瓦的内层，所述的锡基轴承合金层的内壁上设有均匀的凹槽。

优选的，所述的纯镍层的厚度为30μm~100μm。

优选的，所述的凹槽为梯形槽。

优选的，所述的凹槽为方形槽。

优选的，所述梯形槽的深度为所述锡基轴承合金层厚度的1/5~1/3。

优选的，所述方形槽的深度为所述锡基轴承合金层厚度的1/5~1/3。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的一种带增韧中间层的铜基轴瓦，在进行锡基轴承合金的浇注前，在铜壳体上增设纯镍增韧中间层，避免锡基轴承合金与铜壳体的结合界面处生成Cu₆Sn₅脆性相，从而提高轴承合金结合界面的强度及韧性，本实用新型所述的一种带增韧中间层的铜基轴瓦，其锡基轴承合金与铜壳体的平均结合强度超过67MPa；

本实用新型所述的一种带增韧中间层的铜基轴瓦，在锡基轴承合金层的内壁上设有均匀的凹槽，由于凹槽的存在，有效地增大轴瓦承载面积，既提高了轴瓦内表面的弹张力，又有效地分解在轴瓦使用过程中气缸的爆破力；同时凹槽的存在轴瓦减缓了润滑油沿轴瓦轴向流动速度，有利于保持油膜压力，从而增强了轴瓦的承载力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是带增韧中间层的铜基轴瓦的结构示意图；

图2内壁设梯形槽的锡基轴承合金层的局部结构示意图；

图3内壁设方形槽的锡基轴承合金层的局部结构示意图；

附图标记：1、铜壳体，2、纯镍层，3、锡基轴承合金层，4、凹槽，401、梯形槽，402、方形槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步的阐述。

实施例1

一种带增韧中间层的铜基轴瓦，如图1所示，包括由铜壳体1、纯镍层2和锡基轴承合金层3形成的多层结构，所述铜壳体1位于所述铜基轴瓦的外层，所述纯镍层2设置在所述铜壳体1的内壁上，并形成所述铜基轴瓦的增韧中间层，所述的纯镍层2的厚度为30μm~100μm，设置纯镍增韧中间层可以避免锡基轴承合金与铜壳体的结合界面处生成Cu₆Sn₅脆性相，从而提高轴承合金结合界面的强度及韧性，本实用新型所述的一种带增韧中间层的铜基轴瓦，其锡基轴承合金与铜壳体的平均结合强度超过67MPa；

所述锡基轴承合金层3设置在所述纯镍层2上，并形成所述铜基轴瓦的内层，如图2所示，所述的锡基轴承合金层3的内壁上设有均匀的凹槽4，所述的凹槽4为梯形槽401，所述梯形槽401的深度为所述锡基轴承合金层3厚度的1/5~1/3，由于凹槽4的存在，有效地增大轴瓦承载面积，既提高了轴瓦内表面的弹张力，又有效地分解在轴瓦使用过程中气缸的爆破力；同时凹槽4的存在轴瓦减缓了润滑油沿轴瓦轴向流动速度，有利于保持油膜压力，从而增强了轴瓦的承载力。

实施例2

一种带增韧中间层的铜基轴瓦，如图1所示，包括由铜壳体1、纯镍层2和锡基轴承合金层3形成的多层结构，所述铜壳体1位于所述铜基轴瓦的外层，所述纯镍层2设置在所述铜壳体1的内壁上，并形成所述铜基轴瓦的增韧中间层，所述的纯镍层2的厚度为30μm~100μm，设置纯镍增韧中间层可以避免锡基轴承合金与铜壳体的结合界面处生成Cu₆Sn₅脆性相，从而提高轴承合金结合界面的强度及韧性，本实用新型所述的一种带增韧中间层的铜基轴瓦，其锡基轴承合金与铜壳体的平均结合强度超过67MPa；

所述锡基轴承合金层3设置在所述纯镍层2上，并形成所述铜基轴瓦的内层，如图3所示，所述的锡基轴承合金层3的内壁上设有均匀的凹槽4，所述的凹槽4为方形槽402，所述方形槽402的深度为所述锡基轴承合金层3厚度的1/5~1/3，由于凹槽4的存在，有效地增大轴瓦承载面积，既提高了轴瓦内表面的弹张力，又有效地分解在轴瓦使用过程中气缸的爆破力；同时凹槽4的存在轴瓦减缓了润滑油沿轴瓦轴向流动速度，有利于保持油膜压力，从而增强了轴瓦的承载力。

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种带增韧中间层的铜基轴瓦，其特征在于，包括由铜壳体（1）、纯镍层（2）和锡基轴承合金层（3）形成的多层结构，所述铜壳体（1）位于所述铜基轴瓦的外层，所述纯镍层（2）设置在所述铜壳体（1）的内壁上，并形成所述铜基轴瓦的增韧中间层，所述锡基轴承合金层（3）设置在所述纯镍层（2）上，并形成所述铜基轴瓦的内层，所述的锡基轴承合金层（3）的内壁上设有均匀的凹槽（4）。

2.根据权利要求1所述的一种带增韧中间层的铜基轴瓦，其特征在于，所述的纯镍层（2）的厚度为30μm ~100μm。

3.根据权利要求1所述的一种带增韧中间层的铜基轴瓦，其特征在于，所述的凹槽（4）为梯形槽（401）。

4.根据权利要求1所述的一种带增韧中间层的铜基轴瓦，其特征在于，所述的凹槽（4）为方形槽（402）。

5.根据权利要求3所述的一种带增韧中间层的铜基轴瓦，其特征在于，所述梯形槽（401）的深度为所述锡基轴承合金层（3）厚度的1/5~1/3。

6.根据权利要求4所述的一种带增韧中间层的铜基轴瓦，其特征在于，所述方形槽（402）的深度为所述锡基轴承合金层（3）厚度的1/5~1/3。