本發(fā)明屬于合金粉末制備技術領域，具體涉及一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法。

背景技術：

銅鉛減摩材料不僅具有良好的減摩性能和較好的抗咬合性，同時材料具有高的強度和耐磨性能，可以較好的滿足現(xiàn)代發(fā)動機軸承的要求?，F(xiàn)有汽車軸承用青銅基自潤滑材料中常含有大量的鉛，如CuPb10Sn10，CuPb24Sn，CuPb24Sn4等。但鉛是有毒的重金屬，鉛污染給人體和環(huán)境帶來極大的危害。發(fā)達國家出臺了很多相關的法規(guī)，例如歐盟Rosh指令，限制和禁止使用含鉛的材料。隨著環(huán)保的發(fā)展趨勢，產(chǎn)品無鉛化勢在必行。

針對目前現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷，實有必要進行研究，以提供一種方案，解決現(xiàn)有技術中存在的缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種無鉛的滿足高強發(fā)動機滑動軸承用的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，該粉末能滿足作為發(fā)動機滑動軸承中的減摩涂層材料的要求，避免了含鉛的減摩涂層材料對環(huán)境的污染。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下的技術方案：

本發(fā)明的一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，包括以下步驟：

S10，選用重量百分比為83～89％的銅，7～9％的錫，1～2％的鎳，3～7％的鉍的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1083～1090℃進行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Ni和Bi進行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1100～1120℃，熔煉時間為15～25分鐘；

S20，將所述合金液進行液面除渣后成分檢測控制在Cu83～89％，Sn7～9％，Ni1～2％，Bi3～7％，不可避免或無法剔除的雜質≤0.5％，成分檢測合格后升溫至1150～1250℃；

S30，加入玻璃與木炭除渣，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用限制式環(huán)縫噴嘴在空氣下以0.7～1Mpa氣壓進行霧化，高壓氣流擊碎所述合金液形成合金粉末；

S40，采用旋振篩制備成-140目的成品用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末。

優(yōu)選地，漏包底面的漏眼為1個，漏眼直徑為3.5～5.5mm。

優(yōu)選地，限制式環(huán)縫噴嘴噴射頂角為20～30°。

優(yōu)選地，限制式環(huán)縫噴嘴的縫寬為0.5～2mm。

優(yōu)選地，合金粉末的松裝密度為4.9～5.4g/cm³。

優(yōu)選地，合金粉末的流動性為13～18s/50g。

優(yōu)選地，旋振篩的篩網(wǎng)直徑為1m。

采用本發(fā)明具有如下的有益效果：

(1)本發(fā)明用元素周期表中與Pb同族的Bi元素來替代鉛，增加了合金粉末的嵌入性和疲勞性能，并添加Ni來增強力學性能，鉛含量小于0.1％，實現(xiàn)了發(fā)動機軸承減摩涂層材料的無鉛化。

(2)相對水霧化，本發(fā)明通過熔融-氣霧化生產(chǎn)的粉末不含水，霧化后直接篩分可縮短生產(chǎn)流程。

(3)本發(fā)明采用限制式環(huán)縫噴嘴，合金液在噴嘴出口處即被破碎，噴嘴傳遞到金屬的能量大，有利于提高合金粉末的提花率，通過以上技術方案制成的粉末，小于100μm的細顆粒質量百分數(shù)大于99％，按照粉末粒度級別的劃分標準屬于中細粉，90％的粉末的形貌呈現(xiàn)為較為規(guī)則的圓球形，表面結構光滑平整，基本上沒有凹坑或孔狀組織，致密度好，粉末的松裝密度為4.9～5.4g/cm³，流動性為≤20s/50g。

(4)采用上述技術方案制備的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末在鋼板基體上涂(熔)敷燒結形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實現(xiàn)汽車發(fā)動機軸承減摩涂層無鉛化的理想材料。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

如圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法的流程圖。

本實施例的一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，合金粉末包含CuSn8Ni1Bi4和CuSn8Ni1Bi6兩種牌號，包括以下步驟，

S10，選用重量百分比為83％的銅，9％的錫，1％的鎳，7％的鉍的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1090℃進行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Ni和Bi進行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1100℃，熔煉時間為15分鐘；當Sn含量小于10％時，Sn含量的增加有利于提高最終成品的強度；

S20，將合金液進行液面除渣后成分檢測控制在Cu83～89％，Sn7～9％，Ni1～2％，Bi3～7％，不可避免或無法剔除的雜質≤0.5％，成分檢測合格后升溫至1250℃；配方中加入鎳，提高燒結件的致密性，改善加工性能，提高力學性能和耐磨性；

本實施例中，雜質包括硅、鋁、鎂等；

S30，加入玻璃與木炭除渣，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用限制式環(huán)縫噴嘴在空氣下以0.7Mpa氣壓進行霧化，高壓氣流擊碎合金液形成合金粉末；其中，限制式環(huán)縫噴嘴噴射頂角為30°，限制式環(huán)縫噴嘴的縫寬為2mm，漏包底面的漏眼為1個，漏眼直徑為4mm。

S40，采用旋振篩制備成-140目的成品用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，其中，旋振篩的篩網(wǎng)直徑為1m。

采用上述技術方案制備的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，合金粉末的松裝密度為5.4g/cm³，合金粉末的流動性為13s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實現(xiàn)汽車發(fā)動機軸承減摩涂層無鉛化的理想材料。

實施例2

如圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法的流程圖。

本實施例的一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，包括以下步驟，

S10，選用重量百分比為89％的銅，7％的錫，1％的鎳，3％的鉍的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1083℃進行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Ni和Bi進行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1120℃，熔煉時間為25分鐘；當Sn含量小于10％時，Sn含量的增加有利于提高最終成品的強度；

S20，將合金液進行液面除渣后成分檢測控制在Cu83～89％，Sn7～9％，Ni1～2％，Bi3～7％，不可避免或無法剔除的雜質≤0.3％，成分檢測合格后升溫至1150℃；配方中加入鎳，提高燒結件的致密性，改善加工性能，提高力學性能和耐磨性；

本實施例中，雜質包括硅、鋁、鎂等；

S30，加入玻璃與木炭除渣，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用限制式環(huán)縫噴嘴在空氣下以0.8Mpa氣壓進行霧化，高壓氣流擊碎合金液形成合金粉末；其中，限制式環(huán)縫噴嘴噴射頂角為20°，限制式環(huán)縫噴嘴的縫寬為0.5mm，漏包底面的漏眼為1個，漏眼直徑為3.5mm。

S40，采用旋振篩制備成-140目的成品用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，其中，旋振篩的篩網(wǎng)直徑為1m。

采用上述技術方案制備的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，合金粉末的松裝密度為4.9g/cm³，合金粉末的流動性為18s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實現(xiàn)汽車發(fā)動機軸承減摩涂層無鉛化的理想材料。

實施例3

如圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法的流程圖。

本實施例的一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，包括以下步驟，

S10，選用重量百分比為86％的銅，8％的錫，1.5％的鎳，4.5％的鉍的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1085℃進行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Ni和Bi進行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1110℃，熔煉時間為20分鐘；當Sn含量小于10％時，Sn含量的增加有利于提高最終成品的強度；

S20，將合金液進行液面除渣后成分檢測控制在Cu83～89％，Sn7～9％，Ni1～2％，Bi3～7％，不可避免或無法剔除的雜質≤0.2％，成分檢測合格后升溫至1200℃；配方中加入鎳，提高燒結件的致密性，改善加工性能，提高力學性能和耐磨性；

本實施例中，雜質包括硅、鋁、鎂等；

S30，加入玻璃與木炭除渣，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用限制式環(huán)縫噴嘴在空氣下以1Mpa氣壓進行霧化，高壓氣流擊碎合金液形成合金粉末；其中，限制式環(huán)縫噴嘴噴射頂角為25°，限制式環(huán)縫噴嘴的縫寬為1mm，漏包底面的漏眼為1個，漏眼直徑為5.5mm。

S40，采用旋振篩制備成-140目的成品用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，其中，旋振篩的篩網(wǎng)直徑為1m。

采用上述技術方案制備的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，合金粉末的松裝密度為5.2g/cm³，合金粉末的流動性為16s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實現(xiàn)汽車發(fā)動機軸承減摩涂層無鉛化的理想材料。

實施例4

如圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法的流程圖。

本實施例的一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，包括以下步驟，

S10，選用重量百分比為83％的銅，8％的錫，2％的鎳，7％的鉍的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1088℃進行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Ni和Bi進行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1115℃，熔煉時間為18分鐘；當Sn含量小于10％時，Sn含量的增加有利于提高最終成品的強度；

S20，將合金液進行液面除渣后成分檢測控制在Cu83～89％，Sn7～9％，Ni1～2％，Bi3～7％，不可避免或無法剔除的雜質≤0.4％，成分檢測合格后升溫至1180℃；配方中加入鎳，提高燒結件的致密性，改善加工性能，提高力學性能和耐磨性；

本實施例中，雜質包括硅、鋁、鎂等；

S30，加入玻璃與木炭除渣，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用限制式環(huán)縫噴嘴在空氣下以0.9Mpa氣壓進行霧化，高壓氣流擊碎合金液形成合金粉末；其中，限制式環(huán)縫噴嘴噴射頂角為28°，限制式環(huán)縫噴嘴的縫寬為1.5mm，漏包底面的漏眼為1個，漏眼直徑為4.5mm。

S40，采用旋振篩制備成-140目的成品用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，其中，旋振篩的篩網(wǎng)直徑為1m。

采用上述技術方案制備的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，合金粉末的松裝密度為5.3g/cm³，合金粉末的流動性為14s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實現(xiàn)汽車發(fā)動機軸承減摩涂層無鉛化的理想材料。

應當理解，本文所述的示例性實施例是說明性的而非限制性的。盡管結合附圖描述了本發(fā)明的一個或多個實施例，本領域普通技術人員應當理解，在不脫離通過所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種形式和細節(jié)的改變。