专利名称：用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机轴瓦材料，尤其是涉及一种以Cu-Sn-P为合金的双金属轴瓦材料，它主要用于制造大功率、高转速汽车发动机中的轴瓦、衬套等，本发明还涉及该用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材的生产工艺。
背景技术：
随着科技进步和汽车保有量的日益增加，汽车轴瓦材料的更新换代速度正在加快，汽车的环保性能被广为关注。大功率、高转速汽车发动机常采用铜铅双金属轴瓦材料(CuPb10Sn10)，由于其制造工艺成熟被广泛使用。但是铜铅合金成分中含铅量一般都在10％-30％，这不仅在生产过程中影响环境和员工的健康，而且在使用中和废弃后，重金属铅对环境会造成污染。因此，这种材料将逐步被淘汰出局。磷青铜双金属材料，合金层中不含铅，其性能可以满足大功率、高转速汽车发动机轴瓦材料的要求。该材料合金组分中含有较高的磷，通常的烧结工艺，不能解决合金层与钢背结合的牢固性和磷在烧结过程中挥发的问题。因此，如何研制出性能良好又不含铅的汽车轴瓦材料，是汽车发动机行业共同关心和急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能满足大功率、高转速汽车发动机需要的、具有强度高、耐磨性能好、有利于环境保护、有利于提高汽车运行质量的用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材。
本发明的另一个目的是提供该用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材的生产工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材，在钢板表面烧结有合金层，所述的合金层的成分按重量计为锡(Sn)5.5％～7％、磷(P)0.1％～0.4％、锌(Zn)0.05～0.8％、铜(Cu)为91.3％～94％。
所述的合金层的杂质总和按重量计为合金层总量的0～0.5％，镍(N)0～0.2％、铁(Fe)0～0.05％、铅(Pb)0～0.2％，杂质元素中砷、锑、铋的份额都不能超过0.002％。
钢板选用St37-2G、St12、spcc牌号的优质碳素结构钢板，也可以根据用户要求选用其它牌号的钢板。
生产本用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材的工艺流程为钢板进行除油、去锈、镀铜或不镀铜的前处理——钢板改轧校平——铺粉初烧——初轧校平——复烧——精轧校平。
本发明生产工艺的初烧温度一般为800℃～910℃，最好为840℃～870℃；复烧温度一般为840℃～920℃，最好为870℃～890℃。
采用上述技术方案的用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材及其生产工艺，与现有铜铅双金属轴瓦材料相比，具有强度高，疲劳强度＞150Mpa，耐磨性能好，磨损率为1.3×10-10kg/N.m，尤其是材料中不含铅，有利于提高汽车运行质量，减少了对环境的污染。
综上所述，本发明是一种能满足大功率、高转速汽车发动机需要的、具有强度高、耐磨性能好、有利于环境保护、有利于提高汽车运行质量的用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材及其生产工艺。
附图为本发明的实施例生产工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1参见附图。
1.钢板准备选用St37-2G牌号的优质碳素结构钢板，将大张钢板剪成一定几何尺寸的条料，进行去油、除锈表面处理；2.钢板的改轧校平，将钢板改轧至所要求的厚度并校平；3.铺粉初烧，把化学成分按重量为锡(Sn)5.5％，磷(P)0.2％，锌(Zn)0.3％，镍(Ni)0.2％，铁(Fe)0.05％，铅(Pb)0.2％，铜(Cu)为93.05％，杂质总和0.5％的合金粉末均匀地铺放在已校平的钢板上，并送入温度为870℃履带式连续烧结炉中，在气体保护下进行初烧，使Cu-Sn-P合金粉末烧结在钢板上成为合金层；4.初轧校平，把初烧后的材料在精密冷轧机上进行冷轧，提高初烧后合金层的密度；5.复烧，将初轧校平的板料，在880℃的温度下，进行复烧，使合金层进一步致密，提高与钢背之间的结合强度，以增加材料的强度和耐磨性能；6.精轧校平，通过精轧进一步提高合金层的密度，达到最终要求的用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材的厚度和厚度公差。
实施例2选用St37-2G牌号的优质碳素结构钢板进行去油、除锈、镀铜表面处理，把化学成分按重量为锡(Sn)7％，磷(P)0.3％，锌(Zn)0.05％，铜(Cu)为91.3％，其余为杂质的合金粉末均匀地铺放在已校平的钢板上，并送入温度为860℃履带式连续烧结炉初烧，将初轧校平的板料在890℃的温度下进行复烧。其余生产工艺同例1。
实施例3选用St12牌号的优质碳素结构钢板，把化学成分按重量为锡(Sn)7％，磷(P)0.1％，锌(Zn)0.8％，铜(Cu)为92.35％，其余为杂质的合金粉末均匀地铺放在已校平的钢板上，并送入温度为870℃履带式连续烧结炉初烧，将初轧校平的板料在890℃的温度下进行复烧。其余生产工艺同例1。
实施例4选用spcc牌号的优质碳素结构钢板进行去油、除锈、镀铜表面处理，把化学成分按重量为锡(Sn)5.5％，磷(P)0.25％，锌(Zn)0.3％，铜(Cu)为93.85％，其余为杂质的合金粉末均匀地铺放在已校平的钢板上，并送入温度为840℃履带式连续烧结炉初烧，将初轧校平的板料在900℃的温度下进行复烧。其余生产工艺同例1。
实施例5选用St37-2G牌号的优质碳素结构钢板，把化学成分按重量为锡(Sn)5.6％，磷(P)0.1％，锌(Zn)0.1％，铜(Cu)为94％，其余为杂质的合金粉末均匀地铺放在已校平的钢板上，并送入温度为800℃履带式连续烧结炉初烧，将初轧校平的板料在920℃的温度下进行复烧。其余生产工艺同例1。
实施例6选用St37-2G牌号的优质碳素结构钢板，把化学成分按重量为锡(Sn)7％，磷(P)0.4％，锌(Zn)0.2％，铜(Cu)为92.10％，其余为杂质的合金粉末均匀地铺放在已校平的钢板上，并送入温度为910℃履带式连续烧结炉初烧。将初轧校平的板料在870℃的温度进行复烧。其余生产工艺同例1。
权利要求
1.一种用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材，包括钢板，其特征是在钢板表面烧结有合金层，所述的合金层的成分按重量计为锡5.5％∽7％、磷0.1％∽0.4％、锌0.05％∽0.8％、铜91.3％∽94％。
2.根据权利要求1所述的用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材，其特征是所述的合金层的杂质总和按重量计为合金层总量的0％∽0.5％，其中镍0％∽0.2％、铁0％∽0.05％、铅0％∽0.2％，杂质元素中砷、锑、铋的份额都不超过0.002％。
3.生产权利要求1所述的用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材的生产工艺，其特征是其流程为钢板进行除油、去锈、镀铜或不镀铜的前处理——钢板改轧校平——铺合金粉——初烧——初轧校平——复烧——精轧校平；其中初烧温度为800℃∽910℃；复烧温度为840℃∽920℃。
4.根据权利要求3所述的用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材的生产工艺，其特征是初烧温度为840℃∽870℃；复烧温度为870℃∽890℃。
全文摘要
本发明公开了一种用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材，在钢板表面烧结有合金层，所述的合金层的成分按重量计为锡 5.5％～7％、磷 0.1％～0.4％、锌 0.05％～0.8％、铜 91.3％～94％。其流程为钢板进行除油、去锈、镀铜或不镀铜的前处理——钢板改轧校平——铺合金粉——初烧——初轧校平——复烧——精轧校平；其中初烧温度为800℃～910℃；复烧温度为840℃～920℃。本发明是一种能满足大功率、高转速汽车发动机需要的、具有强度高、耐磨性能好、有利于环境保护、有利于提高汽车运行质量的用于制作轴瓦的磷青铜双金属板材及其生产工艺。
文档编号C22C9/02GK1664137SQ20051003131
公开日2005年9月7日 申请日期2005年3月9日 优先权日2005年3月9日
发明者李 杰, 陈小平, 蒋文武 申请人:湖南飞碟新材料有限责任公司