鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料製備方法
2023-05-08 04:43:16 1
專利名稱：鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料製備方法
技術領域：
本發明『鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料』製備方法，涉及的是薄壁多層金屬滑動軸承材料製備方法，具體涉及鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料製備方法。
背景技術：
鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料問世已有數十年，典型品種鋁錫20銅/鋼(AlSn20Cu/steel)雙金屬複合材料是一種綜合性能良好的滑動軸承材料，用此材料製成的軸瓦、襯套及止推片等零配件被廣泛應用於各種內燃機發動機上。目前鋁錫雙金屬複合材料製備工藝，與本發明技術相比較，有以下不足1.卷式法軋制複合工藝生產鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料的鋼背原材料採用冷軋卷鋼帶，而雙金屬生產的關鍵-雙金屬複合成型前的預處理，必須對鋼帶表面進行清洗脫脂與磨(切)削等表面處理工藝，致使冷軋鋼帶表面質量好的性能優勢未能被充分利用而浪費，由此雙金屬軸瓦材料的原材料成本被相應提高；另外，商品冷軋卷鋼帶的厚度選擇範圍較窄，厚度一般小於3.5mm，因而限制了雙金屬卷帶材料生產的產品厚度範圍；2.條式法工藝生產鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料可以採用熱軋鋼板或鋼帶，但條式法生產工藝只能逐條斷續進行生產作業，機械化程度低，人工作業環節多，生產過程的質量控制易波動，產品性能、精度的離散性程度大。
發明內容
『JDT-鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料』製備方法所提出的技術方案是改革現有工藝模式形成的，選用熱軋卷鋼帶取代冷軋卷鋼帶作為雙金屬材料的鋼背原材料，進行雙金屬卷帶或條材的連續複合生產。其技術是這樣實現的包括雙金屬複合用卷鋼帶製備1)、卷鋼帶的表面處理2)、雙金屬複合用鋁錫合金帶的製備3)、鋁錫軸承合金帶的表面處理4)、雙金屬卷帶或條材的連續固相複合軋制5)，及包括雙金屬材料熱處理、雙金屬材料成品規格化、檢驗、上油、包裝等的雙金屬材料成品後處理6)在內；其特徵在於1.採用熱軋卷鋼帶，複合用鋼帶的製備方法包括二種工藝方式，方式一是對厚度範圍≤8mm、寬度、長度及鋼種選定的熱軋卷鋼帶進行松卷、裝架，然後採取浸漬式脫脂除鏽處理，經中和、清水漂洗至PH值7～8，烘乾；方式二是直接選用表面除鏽處理過的商品熱軋卷鋼帶，經脫脂、烘乾處理；2.在無油汙的狀態與環境下，脫脂處理過的熱軋卷鋼帶經開卷、校平，然後通過砂帶磨削工藝修磨鋼帶表面，消除卷鋼帶表面的軋制缺陷，使卷鋼帶的表面外露全新金屬本質、潔淨無汙，鋼帶的複合表面粗糙度Ra1.6～12.5μm；鋼帶的非複合表面粗糙度Ra≤6.3μm；本處理過程可與雙金屬複合生產線連線，連續處理的鋼帶直接用於雙金屬複合生產；也可通過卷取機，把修磨處理過的鋼帶卷取成卷備用；3.經表面處理過的卷鋼帶與鋁錫軸承合金帶，通過軋機作雙金屬固相複合軋制，複合軋制的材料變形範圍為30～55％，複合軋制溫度≤250℃，線速度≤40m/min；軋制出的鋁錫軸承合金/鋼雙金屬帶可以卷繞成雙金屬卷帶，也可以在線通過定尺剪連續生產規定長度的雙金屬條材。實現上述技術與原有技術相比，降低了雙金屬卷帶材料的原材料採購成本，又因為熱軋卷鋼帶的厚度選擇範圍要比冷軋鋼帶寬，故能使雙金屬卷帶複合工藝生產的雙金屬卷帶厚度規格上限得到擴展；而更厚規格的且不宜卷取的雙金屬板材，還可以通過雙金屬的連續複合，進行長條材生產模式完成作業，提高了雙金屬生產的機械化程度，使雙金屬板材的質量性能指標與成材率明顯提高，『JDT-鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料』製備方法與傳統的製備方法比較如下
附圖1為『JDT-鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料』製備方法中雙金屬卷帶製備方法的工藝框圖；附圖2為『JDT-鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料』製備方法中雙金屬條材連續製備方法的工藝框圖。
具體實施例方式選擇兩個典型產品的製備實施方法，對本發明作進一步描述實施例1參見附圖1，用於製造汽車發動機曲軸軸瓦的鋁錫軸承合金/鋼雙金屬卷帶材料，其鋁錫軸承合金牌號為鋁錫20銅(AlSn20Cu)，鋼帶鋼種牌號為SPHC，規格為總厚度2.6mm/鋼層厚度2.05mm/寬度95mm/長度200m的製備1)選定厚3.5mm，寬113mm，長120m(規模化作業時長度不限)的熱軋酸洗卷鋼帶，牌號SPHC，經松卷、脫脂、烘乾處理；2)在保潔狀態與環境下，開卷、校平、通過砂帶磨削工藝修磨鋼帶表面，消除卷鋼帶表面的軋制缺陷，使卷鋼帶的表面外露全新金屬本質、潔淨無汙，鋼帶的複合表面粗糙度Ra1.6～12.5μm；鋼帶的非複合表面粗糙度Ra≤6.3μm；3)採用感應熔煉爐按鋁錫20銅(AlSn20Cu)軸承合金的配方熔煉鋁合金，然後鑄錠，鑄錠表面處理後與也經表面處理的純鋁皮通過包復軋制，軋結成為『純鋁/鋁錫20銅合金/純鋁』三合一的鋁合金複合材料，再經軋制、規格化、脫脂、烘乾處理後成為厚1.2mm，寬112mm，長102m(可以是單長，也可以是若干長之和)的雙金屬複合用鋁錫軸承合金帶，在保潔狀態下備用；4)在雙金屬複合前，通過鋼絲刷輪拋磨工藝，對雙金屬複合用鋁錫軸承合金帶的表面層進行刷光處理，獲取合金帶表面刷新、潔淨無汙的處理效果；處理過程滿足雙金屬複合需求，且保持同步；5)連續表面處理後的卷鋼帶處在下方，其上是已經表面刷新處理的鋁錫軸承合金帶，兩者一起通過軋機作雙金屬固相複合軋制，軋制溫度≤250℃，軋制線速度≤40m/min，軋制過程中保持工藝潤滑均勻適度，通過調整軋機輥縫的開口度控制雙金屬複合材料的軋制厚度等於雙金屬帶的成品厚度，複合軋製成的鋁錫軸承合金/鋼雙金屬帶通過卷取機卷繞成雙金屬卷帶；6)複合成的雙金屬卷帶在恆溫爐內熱處理，300～350℃保溫4小時，室溫冷卻；冷卻了的雙金屬卷帶通過開卷、檢驗、對不合格部位標記及祛除卷帶料頭、料邊、料尾等，完成規格化後上油卷取成卷，經包裝成為鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料商品。
實施例2參見附圖2，用於製造內燃機機車柴油發動機連杆軸瓦的鋁錫軸承合金/鋼雙金屬板材，其鋁錫軸承合金牌號為鋁錫20銅(AlSn20Cu)，鋼材牌號為SPHC，雙金屬板材規格為總厚度5.3mm/鋼層厚度4.2mm/寬74mm/長336mm，數量為800塊的製備方法1)選定厚7.0mm，寬170mm，長85m的熱軋酸洗卷鋼帶，牌號SPHC，經松卷、脫脂、烘乾處理；2)過程同實例1；3)過程同實例1，但製備成的鋁錫軸承合金板規格為厚2.3mm/寬169mm/長3900mm，數量為19塊；4)過程同實例1；5)在連續表面處理後的卷鋼帶上，逐一銜接覆蓋已經表面刷新處理過的鋁錫軸承合金板，導入軋機作雙金屬固相複合軋制，軋制溫度≤250℃，軋制線速度≤20m/min，軋制過程中保持工藝潤滑均勻適度，通過調整軋機輥縫的開口度控制雙金屬複合材料的軋制厚度符合雙金屬材料的成品厚度；複合軋製成的雙金屬帶通過在線定尺剪，按雙金屬上鋁合金的銜接位置切斷成雙金屬長條材，堆垛裝架；6)複合成的雙金屬條材進恆溫爐內熱處理，300～350℃保溫4小時，室溫冷卻；冷卻後通過分割剪切，祛除料頭、料邊並完成規格化，檢驗後記數上油包裝成為鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料商品。
權利要求
1.本發明『JDT-鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料』製備方法，包括雙金屬複合用卷鋼帶製備、卷鋼帶的表面處理、雙金屬複合用鋁錫合金帶的製備、鋁錫軸承合金帶的表面處理、雙金屬卷帶或條材的連續固相複合軋制，及包括雙金屬材料熱處理、雙金屬材料成品規格化、檢驗、上油、包裝等的雙金屬材料成品後處理在內；其特徵在於1.採用熱軋卷鋼帶，複合用鋼帶的製備方法包括二種工藝方式，方式一是對厚度範圍≤8mm、寬度、長度及鋼種選定的熱軋卷鋼帶進行松卷、裝架，然後採取浸漬式脫脂除鏽處理，經中和、清水漂洗至PH值7～8，烘乾；方式二是直接選用表面除鏽處理過的商品熱軋卷鋼帶，經脫脂、烘乾處理；
2.在無油汙的狀態與環境下，脫脂處理過的熱軋卷鋼帶經開卷、校平，然後通過砂帶磨削工藝修磨鋼帶表面，消除卷鋼帶表面的軋制缺陷，使卷鋼帶的表面外露全新金屬本質、潔淨無汙，鋼帶的複合表面粗糙度Ra1.6～12.5μm；鋼帶的非複合表面粗糙度Ra≤6.3μm；本處理過程可與雙金屬複合生產線連線，連續處理的鋼帶直接用於雙金屬複合生產；也可通過卷取機，把修磨處理過的鋼帶卷取成卷備用；3.經表面處理過的卷鋼帶與鋁錫軸承合金帶，通過軋機作雙金屬固相複合軋制，複合軋制的材料變形範圍為30～55％，複合軋制溫度≤250℃，線速度≤40m/min；軋制出的鋁錫軸承合金/鋼雙金屬帶可以卷繞成雙金屬卷帶，也可以在線通過定尺剪連續生產規定長度的雙金屬條材。
全文摘要
本發明JDT－鋁錫軸承合金/鋼雙金屬複合材料製備方法公開了採用熱軋卷鋼帶生產雙金屬複合材料，包括雙金屬複合用卷鋼帶、鋁錫合金帶的製備、雙金屬卷帶材或條材連續固相複合軋制，及雙金屬材料生產的其他後處理在內，還包括熱軋卷鋼帶在無油汙環境下的表面處理，複合軋制出的雙金屬帶既可以卷繞成雙金屬卷帶，也可以在線連續定尺剪成規定長度的雙金屬條材。新工藝降低了雙金屬卷帶材料的原材料採購成本，擴展了原材料規格的選擇範圍；對厚規格的且不宜卷取的雙金屬板材，還可以通過雙金屬的連續複合，連續進行長條材生產，提高了雙金屬生產的機械化程度，使雙金屬板材的質量性能指標與成材率明顯提高。
文檔編號F16C33/14GK1539634SQ03116518
公開日2004年10月27日 申請日期2003年4月21日 優先權日2003年4月21日
發明者孫杰, 謝芳第, 孫 傑 申請人:上海祥生軸瓦材料有限公司