专利名称：一种三层合金轴承的离心粘合方法
技术领域：
本发明涉及三层合金轴承的粘合方法，尤其是涉及一种三层合金轴承的离心粘合方法。
背景技术：
三层合金轴承是目前世界上广泛推广使用的新型结构产品，其主要用于工业汽轮机、离心压缩机、风机等各种动设备上，该轴承是由巴氏合金层、铜合金层及钢套三层金属粘合而成，其粘合的方法各有不同，现有技术中有采用烧结粘合或焊接粘合两种粘合成型方法，目前国内生产该轴承只有3～4家。由于采用上述两种粘合方法生产的轴承，存在着铜层厚度难以满足要求和因采用焊接粘合引起的产品内应力过大、在加工过程中变形严重、铜层与钢套易脱壳等问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述粘合方法中的不足之处，提供一种操作简便、容易、技术先进、粘合强度可靠的离心粘合方法。
本发明的技术方案实施，主要包括钢套加工、清洗及钢套与10-1锡青铜合金的粘合；然后将粘有铜合金层的钢套进行加工、清洗、浸锡及ChSnSb11-6巴氏合金的熔化与粘合。所述钢套与铜合金及巴氏合金的粘合是采用离心粘合方法，先将钢套内表面采用离心粘合法粘合一层铜合金，再将铜层外表面离心粘合一层巴氏合金。
本发明的有益效果是(1)此粘合方法操作简便、容易；(2)技术先进；(3)粘合强度可靠；(4)采用此粘合方法生产的三层合金轴承，不仅铜合金层的厚度可根据设计要求确定，而且内应力较少，铜层与钢套也不易脱落，所以市场前景看好。
具体实施方法下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
钢套的加工首先是将20#钢坯按所需尺寸要求加工成内表面粗糙度为 两端不平度小于0.1mm的钢套，同时另外加工两块略大于钢套直径的盖板，并将其中一块盖板的中心处钻一φ5mm～φ10mm的小孔作为出气孔，然后将没有钻孔的盖板作为底板与钢套的任意一端口密封焊合，焊接用的焊条应为低碳钢。
钢套的清洗是将加工后焊有底盖的钢套置于不锈钢网栏浸入0.3～0.5％沸腾的烧碱溶液中，时间为5～10分钟，取出钢套浸入开水中清洗3～5分钟除去碱质，再取出钢套浸入浓盐酸液中5～10分钟除锈，取出钢套再置于沸腾的开水中冲洗3～5分钟，从沸水中取出的钢套内表面应呈灰白色，再将钢套及10-1锡青铜合金置于烘干炉中烘干并预热至250℃；然后将钢套内表面及10-1锡青铜合金外表面涂一层饱和硼砂液，随即又放入烘干炉中烘干，水分蒸发完钢套的内表面与10-1锡青铜合金的外表面应留下均匀光滑白色透明的硼砂即可。
钢套与10-1锡青铜合金的粘合是将经过上道工序的10-1锡青铜合金按钢套需浇铸铜层的厚度及面积计算出所需铜合金的数量再稍加余量，将其整齐排列在铜套内，然后按钢套的容量大小分别加入5～15克干燥的硼砂及5～10克的细粒木炭将铜合金覆盖住，以防铜合金氧化，再用上述所述加工的中间留有出气孔的盖板将其钢套的端口密封焊合，并将此端朝上斜放入加热炉内加热，加热过程中要不断转动钢套以免过烧，当温度升到1020～1050℃，此时，并可观察钢套颜色为红色，或盖板出气孔有红色火焰冒出时，即可取出钢套安装在离心机上或车床上顶针应对准出气孔，安装时应求越快越好，时间不得超过20秒，以免铜合金液凝固，安装好放下安全罩开动离心机或车床，其转速为1200转/分，旋转8～12分钟，同时也可观察钢套颜色为黑红色，即可停机，取下钢套埋入干燥的砂子里，使其慢慢冷却。
粘有铜合金层钢套的加工是将粘有铜合金层的钢套两端口盖板车掉，再将其铜层按设计要求的厚度将多余量车去，经验收合格，将其置于不锈钢网栏内浸入0.3～0.5％沸腾的烧碱溶液中5～10分钟，然后取出钢套用开水清洗3～5分钟，除去碱质，清洗干净后凉干或烘干。
浸锡是先将钝锡放入铁质容器内熔化，温度控制在280℃～300℃之间，同时将经过上述工序的钢套铜层表面涂上氯化锌及水玻璃涂料，再在其表面涂上按1∶1比例配制的氯化锌和氯化铵饱和溶液的助溶剂，放在熔锡的铁容器边稍加预热，即可浸锡。
巴氏合金的熔化与浇铸是将浸过锡的铜合金层钢套浇铸一层ZChSnSb11-6巴氏合金，首先将巴氏合金放在一铁质容器中加热熔化，为防止合金过烧，用钟罩将干燥的氯化铵压入容器底部进行脱氧，经搅拌后即可，温度控制在460℃～480℃之间浇铸，浇铸前应在离心机的浇铸法兰上垫以干燥的马粪纸垫，然后迅速夹上浸过锡的铜合金层钢套，盖好保护罩即可开机，同时快速注入巴氏合金溶液，按巴氏合金层厚度要求浇铸完后，抽出浇注嘴，喷水冷却，然后空转数秒后即可停机，取下经过上述各道工序粘合的三层合金轴承毛胚便可按要求加工成金斯帕雷轴承、径向瓦块轴承、止推轴承。
权利要求
1.一种三层合金轴承的离心粘合方法，包括钢套加工、清洗及钢套与10-1锡青铜台金的粘合，然后是将粘有铜合金层的钢套进行加工、清洗、浸锡及ChSnSb11-6巴氏合金的熔化与粘合钢套与铜合金及巴氏合金的粘合，其特征在于，所述钢套与铜台金及巴氏合金的粘合，是采用离心粘合法；首先是将钢套内表面粘合一层10-1锡青铜合金，然后再粘合一层ChSnSb11-6巴氏合金。
2.按照权利要求1所述的三层合金轴承的离心粘合方法，其特征在于，所述钢套加工是将20#钢坯按所需尺寸要求加工成内表面粗糙度为 两端不平度小于0.1mm的钢套，另加工两块略大于钢套直径的盖板，将其中一块盖板的圆心处钻一个φ5mm～φ8mm的小孔、作为出气孔，先将没有钻孔的盖板作为底板与钢套的任意一端口密封焊合，焊条为低碳钢。
3.按照权利要求1所述的三层合金轴承的离心粘合方法，其特征在于，所述钢套清洗，是将加工后焊有底盖板的钢套置于不锈钢网栏浸入0.3～0.5％沸腾的烧碱溶液中5～10分钟，取出钢套浸在开水中清洗3～5分钟除去碱质，再浸入浓盐酸液中清洗5～10分钟除锈，取出钢套再置于沸腾的开水中冲洗3～5分钟，从沸水中取出的钢套内表面应呈灰白色，再将钢套与铜合金置于烘干炉中烘干预热至250℃然后将钢套内表面及10-1锡青铜合金材料外表面涂一层饱和硼砂液，随即放入烘干炉中烘干，水分蒸发完其表面应留下光滑白色透明的硼砂。
4.按照权利要求1所述的三层合金轴承的离心粘合方法，其特征在于，所述钢套与10-1铜合金的粘合，是将涂有硼砂液的铜合金材料按钢套需浇铸铜层的厚度算出所需铜合金的数量再稍加一点余量整齐排列在钢套内，然后再按钢套的容量大小分别加入5～15克干燥的硼砂及3～10克干燥的细粒木炭将铜台金材料覆盖住，以防止铜合金氧化，再把中间留有出气孔的盖板将其端口密封焊合，并将此端朝上放入加热炉内加热，当温度升至到1020～1050℃，此时并可观察钢套颜色为红色、或盖板出气孔处有红色火焰冒出时，即可取出钢套安装在离心机上或车床上，其车床顶针应对准出气孔，安装时应求越快越好、时间不得超过20秒，否则铜合金液会凝固，安装好放下安全罩开动离心机或车床，其转速为1200转/分，旋转8～12分钟、也可观察钢套颜色为黑红色，即可停机。取下钢套埋入干燥的砂子里，使其慢慢冷却。
5.按照权利要求1所述的三层合金轴承的离心粘合方法，其特征在于，所述粘有铜合金层的钢套加工、清洗、浸锡及ZChSnSb11-6巴氏合金的熔化与粘合，首先将粘有铜合金层的钢套两端口盖板车掉，再将其铜层按所需要的厚度把多余部分车掉，经验收合格，将其从车床上取下置于不锈钢网栏中浸入0.3～0.5％沸腾的烧碱熔液5～10分钟，钢套取出后应在开水中清洗3～5分钟，除去碱质，清洗后晾干或烘干。
6.按照权利要求1或5所述的三层合金轴承的离心粘台方法，其特征在于所述浸锡是先将纯锡放入铁容器内熔化，温度控制在280～300℃之间，然后将清洗、晾干的钢套铜层外表面涂上氯化锌及水玻璃涂料，再尽快涂一层按1∶1比例配制的氯化锌和氯化铵饱和溶液助熔剂，放在熔锡的铁容器边稍加预热，并尽快浸锡。
7.按照权利要求1或5所述的三层合金轴承的离心粘合方法，其特征在于所述ZChSnSb11-6巴氏合金的熔化与粘合，是将浸过锡的钢套离心浇铸一层ZChSnSb11-6巴氏合金；首先将巴氏合金放在铁容器中加热熔化，温度控制在460～480℃之间，为防止合金过烧，用钟罩将干燥的氯化铵压入容器底部进行脱氧，经搅拌后即可浇铸，浇铸前应在离心浇铸机的浇铸法兰上垫以干燥的马粪纸垫，然后迅速夹上浸过锡的钢套、盖好保护罩、开机，同时尽快倒入熔化的巴氏合金，粘合结束、抽出浇注嘴后再喷水冷却，空转数秒后即可停车取下三层合金轴承毛胚钢套。
全文摘要
本发明公开了一种三层合金轴承的离心粘合方法，旨在提供一种操作简便、容易、技术先进、粘合强度可靠的粘合方法，采用此粘合方法生产的三层合金轴承，不仅铜合金层的厚度可根据设计要求确定，而且内应力较小、铜层与钢套也不易脱壳。本发明通过下述技术方案予以实施首先是钢套加工、清洗及钢套与10－1锡青铜合金的粘合；然后再将粘有铜合金层的钢套进行加工、清洗、浸锡及与熔化的ChSnSb11－6巴氏合金粘合。所述钢套与铜合金及巴氏合金的粘合是采用离心粘合方法。
文档编号B22D19/08GK1828075SQ200510031308
公开日2006年9月6日 申请日期2005年3月3日 优先权日2005年3月3日
发明者曹志勇, 刘星火, 盛志刚 申请人:湖南湘东化工机械有限公司