铜基钢双金属轴瓦材料及其制备方法.pdf

本发明公开了一种铜基-钢双金属轴瓦材料及其制备方法。所述铜基-钢双金属轴瓦材料包括钢背层和耐磨层，所述钢背层为碳钢材料或不锈钢材料，所述耐磨层按质量百分比包括如下组分：镍0.7％～4％、硅0.3％～2.5％、铁0.5％～1.5％，余量为铜。所述铜基-钢双金属轴瓦材料的制备方法包括：按照所述耐磨层中各组分的质量百分比进行配料，混合熔化并雾化成铜基合金粉末；将所述铜基合金粉末均匀地铺在所述钢背层上；经过初烧、初轧、复烧、复轧、退火制成所述铜基-钢双金属轴瓦材料。本发明铜基-钢双金属轴瓦材料不含铅，环保无污染，具有良好的抗压性和抗疲劳性，耐腐蚀，耐磨性强，稳定性高。

1.  一种铜基-钢双金属轴瓦材料，其特征在于，包括钢背层和耐磨层，所述钢背层为碳钢材料或不锈钢材料，所述耐磨层按质量百分比包括如下组分：镍0.7％～4％、硅0.3％～2.5％、铁0.5％～1.5％，余量为铜。

2.  根据权利要求1所述的铜基-钢双金属轴瓦材料，其特征在于，所述耐磨层还包括锡2％～8％。

3.  根据权利要求1或2所述的铜基-钢双金属轴瓦材料，其特征在于，所述钢背层上镀有一铜层，所述铜层夹设于所述钢背层与所述耐磨层之间。

4.  根据权利要求1或2所述的铜基-钢双金属轴瓦材料，其特征在于，所述钢背层的硬度介于100HB～180HB之间。

5.  根据权利要求1或2所述的铜基-钢双金属轴瓦材料，其特征在于，所述耐磨层的硬度介于80HB～150HB之间。

6.  一种用于权利要求1～2任一所述的铜基-钢双金属轴瓦材料的制备方法，其特征在于，包括：
按照所述耐磨层中各组分的质量百分比进行配料，混合熔化并雾化成铜基合金粉末；
将所述铜基合金粉末均匀地铺在所述钢背层上；
经过初烧、初轧、复烧、复轧、退火制成所述铜基-钢双金属轴瓦材料。

7.  根据权利要求6所述的铜基-钢双金属轴瓦材料的制备方法，其 特征在于，将所述铜基合金粉末均匀地铺在所述钢背层上的步骤之前还包括：在所述钢背层上电镀一铜层。

8.  根据权利要求6所述的铜基-钢双金属轴瓦材料的制备方法，其特征在于，所述初烧和复烧的烧结温度为800℃～1100℃。

铜基-钢双金属轴瓦材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属复合材料领域，尤其涉及一种铜基-钢双金属轴瓦材及其制备方法料。
背景技术
利用轴和轴承用滑动运动而承受载荷的轴承叫滑动轴承，轴被支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦。轴瓦是内燃机的一个重要零件，轴瓦材料的好坏直接关系轴瓦的综合质量。为了满足汽车发动机的高速重载的发展方向，迫切需要高强度、性能优良的轴瓦材料。目前，国内广泛使用的铜铅合金作为轴瓦材料，这种轴瓦材料虽然具有较高的疲劳强度，但是，其成本较高，抗压、耐磨性及耐腐蚀性不佳，而且，由于铅有毒，对人体有毒害，也污染环境，不符合国家的节能减排的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有良好的抗压性和抗疲劳性、耐腐蚀、耐磨性强、对人体无毒害的铜基-钢双金属轴瓦材料及其制备方法。
本发明提供的铜基-钢双金属轴瓦材料，包括钢背层和耐磨层，所述钢背层为碳钢材料或不锈钢材料，所述耐磨层按质量百分比包括如下组分：镍0.7％～4％、硅0.3％～2.5％、铁0.5％～1.5％，余量为铜。
在本发明的一种较佳实施例中，所述耐磨层还包括锡2％～8％。
在本发明的一种较佳实施例中，所述钢背层上镀有一铜层，所述铜层夹设于所述钢背层与所述耐磨层之间。
在本发明的一种较佳实施例中，所述钢背层的硬度介于100 HB～180HB之间。
在本发明的一种较佳实施例中，所述耐磨层的硬度介于80HB～150HB之间。
本发明提供的铜基-钢双金属轴瓦材料的制备方法，包括：
按照所述耐磨层中各组分的质量百分比进行配料，混合熔化并雾化成铜基合金粉末；
将所述铜基合金粉末均匀地铺在所述钢背层上；
经过初烧、初轧、复烧、复轧、退火制成所述铜基-钢双金属轴瓦材料。
在本发明的一种较佳实施例中，将所述铜基合金粉末均匀地铺在所述钢背层上的步骤之前还包括：在所述钢背层上电镀一铜层。
在本发明的一种较佳实施例中，所述初烧和复烧的烧结温度为800℃～1100℃。
相较于现有技术，本发明提供的铜基-钢双金属轴瓦材料完全不含铅，对人体无毒害，对环境无污染，符合环保要求，而且具有良好的抗压性和抗疲劳性，耐腐蚀，耐磨性强，所述耐磨层与所述钢背层结合牢固，稳定性高，此外，所述耐磨层通过烧结方式与所述钢背层相结合，无需对原有设备进行大规模的改造，可以节约生产成本，易于推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明提供的铜基-钢双金属轴瓦材料一较佳实施方式的结构示意图；
图2是本发明提供的铜基-钢双金属轴瓦材料另一较佳实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，是本发明提供的铜基-钢双金属轴瓦材料一较佳实施方式的结构示意图。所述铜基-钢双金属轴瓦材料100包括钢背层1和耐磨层2。
其中，所述钢背层1为碳钢材料或不锈钢材料，其硬度介于100 HB～180HB之间。所述钢背层可以选用ST37-2G、Q235B、SS400等型号的钢材。
所述耐磨层2按质量百分比包括如下组分：镍0.7％～4％、硅0.3％～2.5％、铁0.5％～1.5％，余量为铜。其硬度可达到80HB～150HB。
为了提高所述耐磨层2的耐磨性和耐腐蚀性，还可以在所述耐磨层2中加入锡，其加入量一般控制在2％～8％。
再请参阅图2，是本发明提供的铜基-钢双金属轴瓦材料另一较佳实施方式的结构示意图。所述钢背层1上还可以镀有一铜层11，即所述铜层11夹设于所述钢背层1与所述耐磨层2之间。所述铜层11主要是为了防止生锈。具体实施中可以根据需要选择电镀铜层11或者不电镀铜层11。
本发明中所述耐磨层2可以通过烧结方式与所述钢背层1相结合。具体地，首先按照所述耐磨层2中各组分的质量百分比进行配料，混合熔化并雾化成铜基合金粉末；然后将所述铜基合金粉末均匀地铺在所述钢背层1上；最后经过初烧、初轧、复烧、复轧、退火等工序即可制得所述铜基-钢双金属轴瓦材料。
优选的，所述初烧和复烧的烧结温度控制在800℃～1100℃。
若所述钢背层1上需要电镀一铜层11，则在将所述铜基合金粉末铺在所述钢背层1之前在所述钢背层1上电镀铜层11。
所述耐磨层2还可以通过浇铸方式与所述钢背层1相结合。具体地，首先按照所述耐磨层2中各组分的质量百分比进行配料，混合并熔化，然后浇铸在所述钢背层1上即可。但是，所述耐磨层2通过浇 铸方式与所述钢背层1相结合相对烧结方式来说，牢固性更差一些。
相较于现有技术，本发明提供的铜基-钢双金属轴瓦材料完全不含铅，对人体无毒害，对环境无污染，符合环保要求，而且具有良好的抗压性和抗疲劳性，耐腐蚀，耐磨性强，所述耐磨层与所述钢背层结合牢固，稳定性高，此外，所述耐磨层通过烧结方式与所述钢背层相结合，无需对原有设备进行大规模的改造，可以节约生产成本，易于推广。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。