一種三層合金軸承的離心粘合方法
2023-05-02 17:24:21
專利名稱：一種三層合金軸承的離心粘合方法
技術領域：
本發明涉及三層合金軸承的粘合方法，尤其是涉及一種三層合金軸承的離心粘合方法。
背景技術：
三層合金軸承是目前世界上廣泛推廣使用的新型結構產品，其主要用於工業汽輪機、離心壓縮機、風機等各種動設備上，該軸承是由巴氏合金層、銅合金層及鋼套三層金屬粘合而成，其粘合的方法各有不同，現有技術中有採用燒結粘合或焊接粘合兩種粘合成型方法，目前國內生產該軸承只有3～4家。由於採用上述兩種粘合方法生產的軸承，存在著銅層厚度難以滿足要求和因採用焊接粘合引起的產品內應力過大、在加工過程中變形嚴重、銅層與鋼套易脫殼等問題。
發明內容
本發明的目的是克服上述粘合方法中的不足之處，提供一種操作簡便、容易、技術先進、粘合強度可靠的離心粘合方法。
本發明的技術方案實施，主要包括鋼套加工、清洗及鋼套與10-1錫青銅合金的粘合；然後將粘有銅合金層的鋼套進行加工、清洗、浸錫及ChSnSb11-6巴氏合金的熔化與粘合。所述鋼套與銅合金及巴氏合金的粘合是採用離心粘合方法，先將鋼套內表面採用離心粘合法粘合一層銅合金，再將銅層外表面離心粘合一層巴氏合金。
本發明的有益效果是(1)此粘合方法操作簡便、容易；(2)技術先進；(3)粘合強度可靠；(4)採用此粘合方法生產的三層合金軸承，不僅銅合金層的厚度可根據設計要求確定，而且內應力較少，銅層與鋼套也不易脫落，所以市場前景看好。
具體實施方法下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
鋼套的加工首先是將20#鋼坯按所需尺寸要求加工成內表面粗糙度為 兩端不平度小於0.1mm的鋼套，同時另外加工兩塊略大於鋼套直徑的蓋板，並將其中一塊蓋板的中心處鑽一φ5mm～φ10mm的小孔作為出氣孔，然後將沒有鑽孔的蓋板作為底板與鋼套的任意一埠密封焊合，焊接用的焊條應為低碳鋼。
鋼套的清洗是將加工後焊有底蓋的鋼套置於不鏽鋼網欄浸入0.3～0.5％沸騰的燒鹼溶液中，時間為5～10分鐘，取出鋼套浸入開水中清洗3～5分鐘除去鹼質，再取出鋼套浸入濃鹽酸液中5～10分鐘除鏽，取出鋼套再置於沸騰的開水中衝洗3～5分鐘，從沸水中取出的鋼套內表面應呈灰白色，再將鋼套及10-1錫青銅合金置於烘乾爐中烘乾並預熱至250℃；然後將鋼套內表面及10-1錫青銅合金外表面塗一層飽和硼砂液，隨即又放入烘乾爐中烘乾，水分蒸發完鋼套的內表面與10-1錫青銅合金的外表面應留下均勻光滑白色透明的硼砂即可。
鋼套與10-1錫青銅合金的粘合是將經過上道工序的10-1錫青銅合金按鋼套需澆鑄銅層的厚度及面積計算出所需銅合金的數量再稍加餘量，將其整齊排列在銅套內，然後按鋼套的容量大小分別加入5～15克乾燥的硼砂及5～10克的細粒木炭將銅合金覆蓋住，以防銅合金氧化，再用上述所述加工的中間留有出氣孔的蓋板將其鋼套的埠密封焊合，並將此端朝上斜放入加熱爐內加熱，加熱過程中要不斷轉動鋼套以免過燒，當溫度升到1020～1050℃，此時，並可觀察鋼套顏色為紅色，或蓋板出氣孔有紅色火焰冒出時，即可取出鋼套安裝在離心機上或車床上頂針應對準出氣孔，安裝時應求越快越好，時間不得超過20秒，以免銅合金液凝固，安裝好放下安全罩開動離心機或車床，其轉速為1200轉/分，旋轉8～12分鐘，同時也可觀察鋼套顏色為黑紅色，即可停機，取下鋼套埋入乾燥的砂子裡，使其慢慢冷卻。
粘有銅合金層鋼套的加工是將粘有銅合金層的鋼套兩埠蓋板車掉，再將其銅層按設計要求的厚度將多餘量車去，經驗收合格，將其置於不鏽鋼網欄內浸入0.3～0.5％沸騰的燒鹼溶液中5～10分鐘，然後取出鋼套用開水清洗3～5分鐘，除去鹼質，清洗乾淨後涼幹或烘乾。
浸錫是先將鈍錫放入鐵質容器內熔化，溫度控制在280℃～300℃之間，同時將經過上述工序的鋼套銅層表面塗上氯化鋅及水玻璃塗料，再在其表面塗上按1∶1比例配製的氯化鋅和氯化銨飽和溶液的助溶劑，放在熔錫的鐵容器邊稍加預熱，即可浸錫。
巴氏合金的熔化與澆鑄是將浸過錫的銅合金層鋼套澆鑄一層ZChSnSb11-6巴氏合金，首先將巴氏合金放在一鐵質容器中加熱熔化，為防止合金過燒，用鐘罩將乾燥的氯化銨壓入容器底部進行脫氧，經攪拌後即可，溫度控制在460℃～480℃之間澆鑄，澆鑄前應在離心機的澆鑄法蘭上墊以乾燥的馬糞紙墊，然後迅速夾上浸過錫的銅合金層鋼套，蓋好保護罩即可開機，同時快速注入巴氏合金溶液，按巴氏合金層厚度要求澆鑄完後，抽出澆注嘴，噴水冷卻，然後空轉數秒後即可停機，取下經過上述各道工序粘合的三層合金軸承毛胚便可按要求加工成金斯帕雷軸承、徑向瓦塊軸承、止推軸承。
權利要求
1.一種三層合金軸承的離心粘合方法，包括鋼套加工、清洗及鋼套與10-1錫青銅臺金的粘合，然後是將粘有銅合金層的鋼套進行加工、清洗、浸錫及ChSnSb11-6巴氏合金的熔化與粘合鋼套與銅合金及巴氏合金的粘合，其特徵在於，所述鋼套與銅臺金及巴氏合金的粘合，是採用離心粘合法；首先是將鋼套內表面粘合一層10-1錫青銅合金，然後再粘合一層ChSnSb11-6巴氏合金。
2.按照權利要求1所述的三層合金軸承的離心粘合方法，其特徵在於，所述鋼套加工是將20#鋼坯按所需尺寸要求加工成內表面粗糙度為 兩端不平度小於0.1mm的鋼套，另加工兩塊略大於鋼套直徑的蓋板，將其中一塊蓋板的圓心處鑽一個φ5mm～φ8mm的小孔、作為出氣孔，先將沒有鑽孔的蓋板作為底板與鋼套的任意一埠密封焊合，焊條為低碳鋼。
3.按照權利要求1所述的三層合金軸承的離心粘合方法，其特徵在於，所述鋼套清洗，是將加工後焊有底蓋板的鋼套置於不鏽鋼網欄浸入0.3～0.5％沸騰的燒鹼溶液中5～10分鐘，取出鋼套浸在開水中清洗3～5分鐘除去鹼質，再浸入濃鹽酸液中清洗5～10分鐘除鏽，取出鋼套再置於沸騰的開水中衝洗3～5分鐘，從沸水中取出的鋼套內表面應呈灰白色，再將鋼套與銅合金置於烘乾爐中烘乾預熱至250℃然後將鋼套內表面及10-1錫青銅合金材料外表面塗一層飽和硼砂液，隨即放入烘乾爐中烘乾，水分蒸發完其表面應留下光滑白色透明的硼砂。
4.按照權利要求1所述的三層合金軸承的離心粘合方法，其特徵在於，所述鋼套與10-1銅合金的粘合，是將塗有硼砂液的銅合金材料按鋼套需澆鑄銅層的厚度算出所需銅合金的數量再稍加一點餘量整齊排列在鋼套內，然後再按鋼套的容量大小分別加入5～15克乾燥的硼砂及3～10克乾燥的細粒木炭將銅臺金材料覆蓋住，以防止銅合金氧化，再把中間留有出氣孔的蓋板將其埠密封焊合，並將此端朝上放入加熱爐內加熱，當溫度升至到1020～1050℃，此時並可觀察鋼套顏色為紅色、或蓋板出氣孔處有紅色火焰冒出時，即可取出鋼套安裝在離心機上或車床上，其車床頂針應對準出氣孔，安裝時應求越快越好、時間不得超過20秒，否則銅合金液會凝固，安裝好放下安全罩開動離心機或車床，其轉速為1200轉/分，旋轉8～12分鐘、也可觀察鋼套顏色為黑紅色，即可停機。取下鋼套埋入乾燥的砂子裡，使其慢慢冷卻。
5.按照權利要求1所述的三層合金軸承的離心粘合方法，其特徵在於，所述粘有銅合金層的鋼套加工、清洗、浸錫及ZChSnSb11-6巴氏合金的熔化與粘合，首先將粘有銅合金層的鋼套兩埠蓋板車掉，再將其銅層按所需要的厚度把多餘部分車掉，經驗收合格，將其從車床上取下置於不鏽鋼網欄中浸入0.3～0.5％沸騰的燒鹼熔液5～10分鐘，鋼套取出後應在開水中清洗3～5分鐘，除去鹼質，清洗後晾乾或烘乾。
6.按照權利要求1或5所述的三層合金軸承的離心粘臺方法，其特徵在於所述浸錫是先將純錫放入鐵容器內熔化，溫度控制在280～300℃之間，然後將清洗、晾乾的鋼套銅層外表面塗上氯化鋅及水玻璃塗料，再儘快塗一層按1∶1比例配製的氯化鋅和氯化銨飽和溶液助熔劑，放在熔錫的鐵容器邊稍加預熱，並儘快浸錫。
7.按照權利要求1或5所述的三層合金軸承的離心粘合方法，其特徵在於所述ZChSnSb11-6巴氏合金的熔化與粘合，是將浸過錫的鋼套離心澆鑄一層ZChSnSb11-6巴氏合金；首先將巴氏合金放在鐵容器中加熱熔化，溫度控制在460～480℃之間，為防止合金過燒，用鐘罩將乾燥的氯化銨壓入容器底部進行脫氧，經攪拌後即可澆鑄，澆鑄前應在離心澆鑄機的澆鑄法蘭上墊以乾燥的馬糞紙墊，然後迅速夾上浸過錫的鋼套、蓋好保護罩、開機，同時儘快倒入熔化的巴氏合金，粘合結束、抽出澆注嘴後再噴水冷卻，空轉數秒後即可停車取下三層合金軸承毛胚鋼套。
全文摘要
本發明公開了一種三層合金軸承的離心粘合方法，旨在提供一種操作簡便、容易、技術先進、粘合強度可靠的粘合方法，採用此粘合方法生產的三層合金軸承，不僅銅合金層的厚度可根據設計要求確定，而且內應力較小、銅層與鋼套也不易脫殼。本發明通過下述技術方案予以實施首先是鋼套加工、清洗及鋼套與10－1錫青銅合金的粘合；然後再將粘有銅合金層的鋼套進行加工、清洗、浸錫及與熔化的ChSnSb11－6巴氏合金粘合。所述鋼套與銅合金及巴氏合金的粘合是採用離心粘合方法。
文檔編號B22D19/08GK1828075SQ200510031308
公開日2006年9月6日 申請日期2005年3月3日 優先權日2005年3月3日
發明者曹志勇, 劉星火, 盛志剛 申請人:湖南湘東化工機械有限公司