專利名稱：：無鉛雙金屬滑動軸承的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種滑動軸承，尤其涉及又一種無鉛雙金屬滑動軸承。
背景技術：
：以優(yōu)質碳素鋼為基體，表面燒結青銅粉，適用于重載低速下的搖擺運動、旋轉運動，具有摩擦系數(shù)低、耐磨性能好、使用壽命長、抗咬合性能好等特點。銅合金屬層表面可以根據(jù)工況需要加工出各型式的油槽、儲油坑、油穴等，以適合于無法加油或難以加油的場合。廣泛使用于礦山機械、汽車、建筑機械、農(nóng)用機械、軋鋼機械等。傳統(tǒng)的雙金屬滑動軸承是在平面鋼板上直接燒結青銅粉成雙金屬軸承材料后卷制而成雙金屬滑動軸承，因鉛的特性質柔軟、易粘附、抱合性能好與潤滑油的親和性好，所以長期用于潤滑減摩材料中特別在滑動軸承零件中更為廣泛使用。CuSn4Pb24、CuSnlOPblO是目前最常用的雙金屬軸承的青銅粉材料。鉛是一種重金屬，有毒性，對人體健康有危害?？茖W的發(fā)展使人們認真到長期廣泛使用含鉛產(chǎn)品對環(huán)境和人類的健康帶來不可忽視的危害，歐盟率先于2003年推出了RoHS指令，要求在電子電器設備中禁止使用或限量使用鉛等六種有害物質。隨之歐洲、日本、美國也制定相關法規(guī)和嚴格的日程，禁止含鉛汽車零件的使用，并逐步禁止使用含鉛的產(chǎn)品。與國際接軌和融合，國內汽車零件無鉛化也勢在必行。目前世界上許多國家針對上述雙金屬滑動軸承的無鉛化，已研究出多種制作方案如日本大豐工業(yè)株式會社的中國專利號ZL200510083797.7用于燃油噴射泵的無鉛軸承，包含質量百分比為30%的鉍(Bi)和其平均顆粒直徑在IOym50μπι之間，質量百分比0.10%硬質顆粒物，其余成分為Cu和不可避免的雜質。如FEDERALMOGUL公司申請的專US2008/0166578A1—種改進耐磨性的銅-錫-鉍合金軸承材料(也可包括磷)具有優(yōu)異的強度，也具有很好的潤滑性。以上專利的特點都是以金屬鉍替代金屬鉛，并達到含鉛雙金屬滑動軸承的基本性能。另外國外MNMLE軸承公司公開CuSnSNil無鉛青銅材料，我們通過試驗分析發(fā)現(xiàn)在摩擦磨損試驗中，當試驗條件在浸油潤滑的條件下，壓力P=7.OMPa，速度V=2.Om/s，結果試驗只堅持了18min時間，磨損加劇和溫升迅速飛升，試驗失敗。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是尋找一種用不含鉛也不含鉍的另一種無鉛合金軸承材料制得的雙金屬軸承，其性能達到含鉛雙金屬滑動軸承的技術指標。為了達到上述要求，本發(fā)明的技術解決方案是由雙金屬滑動軸承板材經(jīng)常規(guī)的卷制成型等加工制成，所述的雙金屬滑動軸承板材以鋼為基材，在基材的一個表面上燒結一層合金銅粉，制成雙金屬滑動軸承板材，其特征是所述合金銅粉質量百分比的分配是錫(Sn)512%，鎳(附)12%，銦(In)0.050.20%，銅(Cu)余量和不可避免的雜質。通過多方向、多途徑的試驗發(fā)現(xiàn)，當在Cu、Sn、Ni無鉛青銅材料中加入微量的銦(In)，出現(xiàn)了意想不到的效果。順利通過了MPV-20摩擦磨損試驗(P=7.OMPa,V=2.Om/s，時間10h，浸油)。試驗結束觀察軸和軸承的摩擦表面，發(fā)現(xiàn)有一定量的錫遷移到軸承的表面，而在對磨軸的表面也出現(xiàn)了含錫的痕跡，而對于普通用含錫材料制成的雙金屬滑動軸承則無此現(xiàn)象，因此，可以這樣認為銦在基體中起到了將錫帶至軸承表面的有效作用，因而軸承在使用中能提高抗磨性能和抗咬合性能。該發(fā)明為制造無鉛的雙金屬滑動軸承提供了另一條廣闊的途徑，對環(huán)境保護和人體健康起到了積極的作用。具體實施例方式以下通過實施例與用現(xiàn)有含鉛雙金屬軸承材料制成的滑動軸承作為比較例，對它們的性能進行比對。所述的雙金屬滑動軸承由雙金屬滑動軸承板材經(jīng)常規(guī)的卷制成型等加工制成，所述的雙金屬滑動軸承板材以鋼為基材，在基材一個表面上燒結一層合金銅粉，制成雙金屬滑動軸承板材，其特征是所述合金銅粉質量百分比的分配是錫(Sn)512%，鎳(Ni)I2%，銦(In)O.050.20%，銅(Cu)余量和不可避免的雜質。下面結合具體實施例，對使用合金銅粉作進一步闡述本發(fā)明。應這樣理解下面的實施例，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。所有的份數(shù)為重量份，所有的百分比為重量百分比。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>實施例1用1.5mm厚優(yōu)質碳素鋼板，在鋼板的一個表面上按傳統(tǒng)工藝燒結一層青銅粉，青銅粉的重量百分成份是Cu89.69%；Sn8.44%；Ni1.30%；In0.08%；余量為不可避免的雜質，青銅粉的顆徑小于100μm。制得本專利公開的無鉛雙金屬軸承的材料。按以下要求制成各類試樣件，測得試驗數(shù)據(jù)。1、銅層硬度69.OHB(試件尺寸37mm*37mm*2mm)2、壓縮變形(試件尺寸10mm*10mm*2mm)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>3、銅層與鋼板的結合牢度測試(試件尺寸150mmX20mmX2mm)臺鉗夾住試件，先向銅層面彎曲90度，再反方向彎曲180度。觀察銅層面有網(wǎng)狀裂紋但無脫層，判定為合格。4、MMD-10端面摩擦磨損性能試驗(試件尺寸37mmX37mmX2mm)試驗條件浸油潤滑加壓P=5.OMPa,相對滑動速度V=LOm/s，試驗時間3h。試驗結果磨損量0.03mm，摩擦系數(shù)0.092，溫升91°C。5、MPV-20旋轉摩擦磨損試驗(試件尺寸Φ39_ΧΦ35_X20mm)試驗條件浸油潤滑加壓P=7.OMPa,相對滑動速度V=2.Om/s，試驗時間10h。試驗結果磨損量0.031mm，摩擦系數(shù)0.037，溫升81°C。6、XZJ-PV200正反旋轉摩擦磨損性能試驗(試件尺寸Φ54_ΧΦ50_X47mm)試驗條件浸油潤滑加壓P=2.5MPa,相對滑動速度V=L53m/s，試驗時間50h。試驗結果磨損量0.010讓，摩擦系數(shù)0.025，溫升391。比較例用1.5mm厚優(yōu)質碳素鋼在表面按傳統(tǒng)工藝燒結青銅粉，青銅粉的重量百分成份是Cu79.76%;Sn10.13%；Pb9.61%；余量為不可避免的雜質，青銅粉的顆徑小于IOOym0制得常規(guī)的含鉛雙金屬軸承的材料。按以下要求制成各類試樣件，測得以下試驗數(shù)據(jù)。1、銅層硬度-J2.OHB(試件尺寸37mmX37mmX2mm)2、壓縮變形(試件尺寸10_XIOmmX2mm)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>3、結合牢度測試(試件尺寸150_X20_X2mm)臺鉗夾住試件，先向銅層面彎曲90度，再反方向彎曲180度。觀察銅層面有網(wǎng)狀裂紋但無脫層，判定為合格。4、MMD-10端面摩擦磨損性能試驗(試件尺寸37IiimX37IiimX2mm)試驗條件浸油潤滑加壓P=5.OMPa,相對滑動速度V=LOm/s，試驗時間3h。試驗結果磨損量0.018讓，摩擦系數(shù)0.080，溫升921。5、MPV-20旋轉摩擦磨損試驗(試件尺寸Φ39_ΧΦ35_X20mm)試驗條件浸油潤滑加壓P=7.OMPa,相對滑動速度V=2.Om/s，試驗時間10h。試驗結果磨損量0.022讓，摩擦系數(shù)0.026，溫升7016、XZJ-PV200正反旋轉摩擦磨損性能試驗(試件尺寸Φ54mmXΦ50mmX47mm)試驗條件浸油潤滑加壓P=2.5MPa,相對滑動速度V=L53m/s，試驗時間50h。試驗結果磨損量0.008讓，摩擦系數(shù)0.025，溫升351。實施例1與比較例是在相同厚度、相同優(yōu)質碳素鋼按相同工藝路線用含鉛與無鉛的青銅粉分別燒結一銅層獲得雙金屬軸承材料，又按試驗要求制作相同試件尺寸的試樣件。經(jīng)6個項目的性能測試，其結果表明其性能指標基本在同一數(shù)量級上，兩者性能接近；因此在無鉛的青銅粉中加入微量銦(In)替代含有大量鉛的CuSnlOPblO青銅粉能獲得同等效果，這可大大改善滑動軸承中含鉛所帶來的危害。權利要求一種無鉛雙金屬滑動軸承，是由雙金屬滑動軸承板材經(jīng)常規(guī)的卷制成型等加工制成，所述的雙金屬滑動軸承板材以鋼為基材，在基材的一個表面上燒結一層合金銅粉，制成雙金屬滑動軸承板材，其特征是所述合金銅粉質量百分比的分配是錫(Sn)5～12％，鎳(Ni)1～2％，銦(In)0.05～0.20％，銅(Cu)余量和不可避免的雜質。全文摘要本發(fā)明公開了一種無鉛雙金屬滑動軸承。旨在提供一種技術性能指標與含鉛雙金屬滑動軸承相當，但不含鉛也不含鉍的另一種無鉛銅合金軸承材料制得的雙金屬滑動軸承。用雙金屬滑動軸承板材經(jīng)常規(guī)的卷制成型等加工制成，所述的雙金屬滑動軸承板材以鋼為基材，在基材的一個表面上燒結一層合金銅粉，制成雙金屬滑動軸承板材，其特征是所述合金銅粉質量百分比的分配是錫(Sn)5～12％，鎳(Ni)1～2％，銦(In)0.05～0.20％，銅(Cu)余量和不可避免的雜質。該發(fā)明為制造無鉛的雙金屬滑動軸承提供了另一條廣闊的途徑，對環(huán)境保護和人體健康起到了積極的作用。文檔編號F16C33/08GK101806324SQ20101015247公開日2010年8月18日申請日期2010年4月15日優(yōu)先權日2010年4月15日發(fā)明者孫志華申請人:浙江長盛滑動軸承有限公司