專利名稱：一種等溫燒結(jié)制造銅鉛軸瓦制品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等溫燒結(jié)制造銅鉛軸瓦制品的方法，更具體地說，涉及一種采用統(tǒng)籌法來確定初燒和復(fù)燒溫度的等溫燒結(jié)制造銅鉛軸瓦制品的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，燒結(jié)的溫度至關(guān)重要，而軸瓦加工廠家均采用變溫燒結(jié)法來加工軸瓦，在該方法中，人們多采用網(wǎng)帶式燒結(jié)爐并將其分成若干溫度區(qū)，例如分成六個或八個溫度區(qū)分別控制各區(qū)溫度，這種繼第一代巴氏合金，第二代鋁基合金之后推廣應(yīng)用的第三代軸瓦合金材料采用的溫度值波動較大的工藝技術(shù)，燒結(jié)材料的結(jié)合強度、疲勞強度及晶相均不盡人意，質(zhì)量波動大并難以與高速內(nèi)燃機、柴油機等主機配套使用，該工藝參數(shù)難以控制，生產(chǎn)不穩(wěn)定且安全性差，因而其工藝方法尤其是燒結(jié)工藝急待改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝穩(wěn)定、溫度易于控制、工藝安全可靠、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定且能生產(chǎn)出可以與高速內(nèi)燃機、柴油機等主機配套使用的一種等溫燒結(jié)制造銅鉛軸瓦制品的方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案采用一種等溫燒結(jié)制造銅鉛合金軸瓦制品的方法，其過程依次為1、備料，2、鍍銅，3、軋板，4、矯平，5、清洗，6、初燒，7、軋板，8、矯平，9、復(fù)燒，10、精軋，11、矯平及12、涂光亮膜，初燒和復(fù)燒采用網(wǎng)帶式燒結(jié)爐，分區(qū)控制溫度且各區(qū)溫度控制因合金不同而異，燒結(jié)時用無水液氨在鎳促酶作用下分解的氮氣及氫氣分別進行保護和還原，除燒結(jié)的首區(qū)和末區(qū)溫度外，中間各區(qū)的燒結(jié)溫度相等，共溫區(qū)溫度采用優(yōu)選法獲得的一階、二階或三階統(tǒng)籌溫度，其中初燒時，等溫燒結(jié)的共溫區(qū)溫度＝變溫燒結(jié)共溫區(qū)溫度的低值+變溫燒結(jié)共溫區(qū)溫差×0.618±2.5℃，等溫燒結(jié)的首區(qū)溫度＝等溫燒結(jié)共溫區(qū)溫度-20℃，等溫燒結(jié)末區(qū)溫度＝等溫燒結(jié)共溫區(qū)溫度-10℃，燒結(jié)速度為200-230毫米/分鐘，等溫燒結(jié)復(fù)燒時的各區(qū)溫度＝等溫燒結(jié)初燒各區(qū)溫度+20～25℃，燒結(jié)速度為200-230毫米/分鐘，所述的變溫共溫區(qū)溫度為變溫燒結(jié)時各區(qū)溫度控制的相同溫度區(qū)間。所選定的溫度具有±2.5℃的范圍，可以適應(yīng)因合金粉中鉛含量的不同及軸瓦材料生產(chǎn)的成品鋼背厚度等因素的變化，以便獲得疲勞強度≥120-125MPa，合金金相≥三級以上的銅鉛-鋼雙合金帶軸瓦材料。實施中，應(yīng)按所述的范圍控制好溫度，不要過高或過低，當溫度過高時，合金的結(jié)合力好但晶相差，反之則結(jié)合力差但晶相好。所述的燒結(jié)速度為200-230毫米/分鐘，合金中的含鉛量小時取上限值；反之，當合金中的含鉛量大時則取下限值。
在實施本發(fā)明的過程中，其工藝過程與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，但初燒與復(fù)燒的溫度控制不同，初燒時的首區(qū)溫度低于共溫區(qū)溫度20℃左右是為了防止合金提前熔化，以避免溫度過高使該氣體保護環(huán)境下因合金熔化收縮導致與托著它一同燒結(jié)的鋼背之間形成氣密性夾層；終溫低于共溫區(qū)溫度是使軸瓦材料在此區(qū)獲得較好的合金晶相組織，以提高材料的機械強度。在實施本發(fā)明的過程中，備料(1，即第一步，以下同)是將鋼背材料剪成條料、去毛刺并鉆工藝孔；鍍銅(2)是將上述條料經(jīng)除油、酸洗、中和、預(yù)鍍(前鍍)和鍍銅(深鍍)；軋板(3)是用軋板機將確定的鋼背厚度軋制成型；矯平(4)為用矯平機將上述軋板件進行校正，獲得較平的鋼背材料；清洗(5)即清洗鋼背，以便鋪粉燒結(jié)；軋板(7)是將初燒獲得的銅鉛鋼帶軋緊，以克服其結(jié)構(gòu)疏松狀態(tài)；矯平(8)是用矯平機將初燒獲得的較平銅鉛鋼帶進一步校正，便于復(fù)燒的進行；精軋(10)即成品軋制，以獲得所需要的尺寸、規(guī)格及晶相要求的軸瓦制品。
本發(fā)明較好的技術(shù)方案可以是首區(qū)和末區(qū)以外的中間各區(qū)燒結(jié)溫度可以是采用優(yōu)選法獲得的一階統(tǒng)籌溫度、二階統(tǒng)籌溫度或三階統(tǒng)籌溫度。所述的“統(tǒng)籌”法為去除變溫燒結(jié)法的燒結(jié)爐溫度控制偏差，再對變溫燒結(jié)溫度區(qū)間進行細量化優(yōu)選，求得燒結(jié)溫度取值點，即變溫燒結(jié)的“初燒”、“復(fù)燒”的溫度重復(fù)區(qū)間定為“共溫區(qū)”，將“共溫區(qū)”的最高溫度和最低溫度之差稱為“原共溫區(qū)溫差”，以“共溫區(qū)”的溫度作為初燒的“統(tǒng)籌點溫度”，分別進行“一階統(tǒng)籌”、“二階統(tǒng)籌”及“三階統(tǒng)籌”等，以變溫燒結(jié)襯套合金材料CuPb10Sn10為例，其初燒溫度為760～820℃，復(fù)燒溫度為790～860℃，則“共溫區(qū)”為790～820℃，即“原共溫區(qū)溫差”為30℃，依據(jù)初燒溫度＝原共溫區(qū)溫度的低值+原共溫區(qū)溫差×0.618，則等溫燒結(jié)的“一階統(tǒng)籌”溫度值為790+30×0.618＝808.5℃，此為初燒溫度，再依據(jù)復(fù)燒溫度＝初燒溫度+20～25℃，則其復(fù)燒溫度應(yīng)為808.5+20～25℃(828.5℃-833.5℃)。由上述方法可得出二階統(tǒng)籌溫度為801.4℃，三階統(tǒng)籌溫度為797℃等。以此法各種合金粉末等溫燒結(jié)溫度界定值見表1。
表1 各種合金粉末等溫燒結(jié)溫度界定表序號 合金牌號理論密度g/cm3初燒溫度℃選定 計算值 統(tǒng)籌1統(tǒng)籌2統(tǒng)籌301CuPb4Sn48.92 8.91645854 834 820Zn2.502CuPb6Sn68.92 8.9231 838 824 814Zn303CuPb7Sn79.11 9.1095 830 819 811Zn304CuPb8Sn49.06 9.0576 838 824 81405CuPb9Sn59.07 9.0654 830 819 81106CuPb10Sn10 9.01 9.008 808.5801 79707CuPb20Sn2 9.38 9.3794 846 839 83508CuPb20Sn4 9.35 9.3468 846 839 83509CuPb20Sn5 9.33 9.3305 846 839 83510CuPb21Sn2.5 9.40 9.39535850 845 84311CuPb22Sn9.44 9.4439 844 841 83912CuPb22Sn1.5 9.44 9.43575844 841 83913CuPb22Sn2.5 9.43 9.4315 844 841 83914CuPb22Sn3 9.41 9.4113 844 841 83915CuPb22Sn4 9.40 9.395 850 845 84316CuPb23Sn4 9.42 9.4191 850 845 84317CuPb24Sn9.49/9.52 9.4921 848 841 83718CuPb24Sn2 9.48 9.4758 866 864 86219CuPb24Sn4 9.44 9.4432 874 865 85920CuPb24.59.50 9.496 866 864 862Sn1.521CuPb25Sn5 9.45 9.451 882 870 86222CuPb24 9.51 9.5084 866 864 86223CuPb30 9.65 9.653 886 877 871本發(fā)明較好的技術(shù)方案也可以是用等溫燒結(jié)的銅鉛—鋼雙金屬瓦進行光亮處理過程為(1)用純度為99.9％的無水酒精和蟲膠漆片制成蟲膠漆片的重量濃度為5％的制劑噴灑于軸瓦表面形成一層保護膜，然后(2)用硝基清漆和香蕉水，光亮劑C18H27N2制成光亮劑濃度為10～15％的硝基清漆制劑，噴灑于合金層及鋼背，形成光亮保護膜。所述的光亮劑系采用2％濃度的碳酸鈉、乙醛縮芐胺及對甲苯胺共溶，15℃時取沉淀物，取出再加異丙醇制成20％濃度的溶液，即得銅鉛類合金光亮劑C18H27N2。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)點1、本發(fā)明采用等溫燒結(jié)，其工藝控制穩(wěn)定且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有較好的結(jié)合強度、疲勞強度和晶相；2、減少了調(diào)節(jié)溫度的頻率，因而操作簡便且安全可靠；3、本發(fā)明的終產(chǎn)品即成品無需涂油防銹；4、本方法適用于生產(chǎn)各種銅鉛制品，因而使用范圍廣。
實施方式 以下通過具體的實施例對本發(fā)明的實施進行更加詳細地描述實施例1 制CuPb10Sn10襯套材料1、備料取SPCC 2.5mm厚鋼板，裁取667×135mm條料，銼去板周邊毛刺，鉆鍍銅工藝孔，銼去孔周邊毛刺；2、鍍銅經(jīng)手工及電化學脫脂除油，于堿液中用電解法去除鋼板空隙中的油污，并凈化鋼材表面，濃鹽酸酸洗除去鋼板表面氧化皮，并用碳酸鈉溶液中和至中性，用焦磷酸鉀、硫酸銅混合物于50-60℃預(yù)鍍，然后用焦磷酸銅、焦磷酸鉀、檸檬酸銨及氨水化合物，于60±2℃的溫度下深鍍銅；3、軋板按軋板要求厚度軋板，軋薄量0.15-0.2mm/次；4、矯平用矯平機矯平以獲得較平鋼背材料；5、清洗清洗軋輥油后，烘干；6、初燒將前述工序處理后的鋼板平置于鋪粉平板上，用鋪粉架將100目已烘干的合金粉均勻地鋪在鋼背上，由輸送網(wǎng)送入燒結(jié)爐(燒結(jié)區(qū)域為1-6區(qū))燒制，燒結(jié)溫度為前區(qū)790℃，等溫區(qū)809℃，終區(qū)800℃，燒結(jié)速度為230毫米/分鐘，保護氣體(N2+H2)流量為150L/min，燒結(jié)后，銅鉛鋼帶即進入水箱，在保護及還原氣體存在下，勻速運行20-25分鐘，出水箱；7、軋板用軋板機軋制，使原比重為5g/cm3粉狀物上升為比重8g/cm3板材。8、矯平用矯平機矯平；9、復(fù)燒與初燒方法及參數(shù)相同，但其溫度控制為前區(qū)810℃，等溫區(qū)829℃，終區(qū)820℃；10、精軋用軋板機軋成成品以獲得所需規(guī)格、晶相、疲勞強度和晶相強度的成品；11、矯平用矯平機矯平成品；12、涂光亮劑光亮劑采用2％濃度的碳酸鈉+乙醛縮芐胺(280ml)+對甲苯胺(160ml)共溶，15℃時得沉淀物，取出后再加異丙醇制成20％濃度的溶液，即得銅鉛類合金光亮劑C18H27N2，先用純度為99.9％的無水酒精和蟲膠漆片制成蟲膠漆片的重量濃度為5％的制劑噴灑于軸瓦表面形成一層保護膜，然后用硝基清漆和香蕉水，光亮劑C18H27N2制成光亮劑濃度為10～15％的硝基清漆制劑，噴灑于合金層及鋼背，形成光亮保護膜即可得成品。用GB/T1174-92標準檢測其抗拉強度δb為220MPa伸長率δs為5％，布氏硬度HB為70，疲勞強度為125MPa，合金金相≥3級。
實施例2 制CuPb10Sn10襯套材料材料同前，方法步驟同前，制作的成品同前，所不同的是燒結(jié)溫度控制為初燒前區(qū)794℃，等溫區(qū)813℃，終區(qū)804℃；復(fù)燒前區(qū)808℃，等溫區(qū)827℃，終區(qū)818℃；用GB/T1174-92標準檢測其抗拉強度δb為215bMPa伸長率δs為4.8％，布氏硬度HB為70，疲勞強度為120MPa.合金金相3級。
實施例3 制CuPb24Sn軸瓦材料取st37-2G2.0mm厚鋼板，截取625×180mm條料，去除毛刺、鉆工藝孔、鍍銅、軋板、矯平工序等方法同前，所不同的是初燒工藝溫度前區(qū)826℃，等溫區(qū)848℃，試片調(diào)試時因合金粉末中鉛含量走上限而錫含量走下限，因而合金略差，故采用統(tǒng)籌溫度2，即初燒工藝溫度前區(qū)820℃，等溫區(qū)841℃，終區(qū)825℃，燒結(jié)速度為235毫米/分鐘，保護氣體(N2+H2)流量為150-155L/min。初燒后，使原比重5.5g/cm3粉狀物上升至比重8.6g/cm3板材，經(jīng)矯平即進入復(fù)燒，其方法及有關(guān)工藝參數(shù)與初燒相同，但其溫度控制為前區(qū)845℃，等溫區(qū)866℃，終區(qū)850℃，其它工序與實施例1相同。用GB/T1174-92標準檢測其抗拉強度δb為165MPa伸長率δs為5％，布氏硬度HB為60，疲勞強度為124MPa，合金金相≥3級。
實施例4 制CuPb24Sn軸瓦材料材料和方法步驟同前，制作的成品同前，所不同的是試片經(jīng)統(tǒng)籌1、統(tǒng)籌2兩前區(qū)、等溫區(qū)、終區(qū)調(diào)試后皆因鉛Pb上升和錫Sn下降使合金組織不盡人意，選定統(tǒng)籌3，即初燒溫度前區(qū)815℃，等溫區(qū)836℃，終區(qū)825℃，用GB/T1174-92標準檢測其抗拉強度δb為164MPa伸長率δs為5％，布氏硬度HB為61，疲勞強度為123MPa，合金金相＞3級。
權(quán)利要求
1.一種等溫燒結(jié)制造銅鉛合金軸瓦制品的方法，其過程依次為1、備料，2、鍍銅，3、軋板，4、矯平，5、清洗，6、初燒，7、軋板，8、矯平，9、復(fù)燒，10、精軋，11、矯平及 12、涂光亮膜，初燒和復(fù)燒采用網(wǎng)帶式燒結(jié)爐，分區(qū)控制溫度且各區(qū)溫度控制因合金不同而異，燒結(jié)時用無水液氨在鎳促酶作用下分解的氮氣及氫氣分別進行保護和還原，其特征在于除燒結(jié)的首區(qū)和末區(qū)溫度外，中間各區(qū)的燒結(jié)溫度相等，共溫區(qū)溫度采用優(yōu)選法獲得的一階、二階或三階統(tǒng)籌溫度，其中初燒時，等溫燒結(jié)的共溫區(qū)溫度＝變溫燒結(jié)共溫區(qū)溫度的低值+變溫燒結(jié)共溫區(qū)溫差×0.618±2.5℃，等溫燒結(jié)的首區(qū)溫度＝等溫燒結(jié)共溫區(qū)溫度-20℃，等溫燒結(jié)末區(qū)溫度＝等溫燒結(jié)共溫區(qū)溫度-10℃，燒結(jié)速度為200-230毫米/分鐘，等溫燒結(jié)復(fù)燒時的各區(qū)溫度＝等溫燒結(jié)初燒各區(qū)溫度+20～25℃，燒結(jié)速度為200-230毫米/分鐘，所述的變溫燒結(jié)共溫區(qū)溫度為變溫燒結(jié)時各區(qū)溫度控制的相同溫度區(qū)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于等溫燒結(jié)中，首區(qū)和末區(qū)以外的中間各區(qū)燒結(jié)溫度可以是采用優(yōu)選法獲得的一階統(tǒng)籌溫度、二階統(tǒng)籌溫度或三階統(tǒng)籌溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于用等溫燒結(jié)的銅鉛—鋼雙金屬軸瓦進行光亮處理過程為(1)用純度為99.9％的無水酒精和蟲膠漆片制成蟲膠漆片的重量濃度為5％的制劑噴灑于軸瓦表面形成一層保護膜，然后(2)用硝基清漆和香蕉水，光亮劑C18H27N2制成光亮劑濃度為10～15％的硝基清漆制劑，噴灑于合金層及鋼背，形成光亮保護膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種等溫燒結(jié)制造銅鉛合金軸瓦制品的方法，除燒結(jié)的首區(qū)和末區(qū)溫度外，中間各區(qū)的燒結(jié)溫度相等，初燒時，等溫燒結(jié)的共溫區(qū)溫度＝變溫燒結(jié)共溫區(qū)溫度的低值+變溫燒結(jié)共溫區(qū)溫差×0.618±2.5℃，首區(qū)溫度＝等溫燒結(jié)共溫區(qū)溫度－20℃，末區(qū)溫度＝等溫燒結(jié)共溫區(qū)溫度－10℃，等溫燒結(jié)復(fù)燒時的各區(qū)溫度＝等溫燒結(jié)初燒各區(qū)溫度+20～25℃，共溫區(qū)溫度采用優(yōu)選法獲得的一階、二階或三階統(tǒng)籌溫度，解決了現(xiàn)有技術(shù)中溫度值波動大、結(jié)合強度、疲勞強度及晶相不佳、質(zhì)量波動大等問題，具有工藝穩(wěn)定、溫度易于控制、安全可靠、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，其產(chǎn)品廣泛適合于機械行業(yè)尤其適合于高速內(nèi)燃機、柴油機等主機配套使用。
文檔編號F16C33/04GK1409021SQ0112789
公開日2003年4月9日 申請日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者周青 申請人:周青