本发明涉及轴瓦材料的技术领域，具体涉及一种铝锡铜合金基轴瓦材料的制备方法。
背景技术：
轴瓦是内燃机、压力机等机械设备中承载运动、降低摩擦、减少磨损的关键零部件。轴瓦材料的好坏直接影响轴瓦的工作稳定性和使用寿命。传统轴瓦材料中，巴氏合金的减摩性好、表面适应性强，但其承载能力低、成本高，且含大量铅、镉等有污染的重金属元素；铜基合金的承载能力高、减摩性好，但其成本高，且铅青铜中的铅元素污染环境；铝基轴瓦材料中，高锡铝合金承载能力低、工艺复杂、加工成本高，低锡铝合金硬度大，但需要在其表面镀覆一层含铅的减摩合金层，不仅工艺复杂、成本高，而且污染环境。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、生产成本低、使用性能佳、环保性能优的铝锡铜合金基轴瓦材料的制备方法，此轴瓦材料可用于中高载荷、中高转速的内燃机、压力机。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。(一)一种铝锡铜合金基轴瓦材料，其特征在于，以内生TiB2颗粒作为增强体，以铝锡铜合金作为基体合金；其中，内生TiB2颗粒的体积百分比为4.0～12.0％。优选地，所述基体合金的主体元素为铝，并含有锡、铜、锌、锰，基体合金中各元素的质量百分比为：锡6.0～15.0％、铜0.8～1.5％、锌0.6～1.2％、锰0.5～1.0％，余量为铝。(二)上述铝锡铜合金基轴瓦材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)700～750℃熔化铝锭，得铝熔体，再过热至900～930℃；向过热后的铝熔体中加入反应物K2TiF6-KBF4混合盐、反应助剂Na3AlF6-MgCl2混合盐，用石墨棒充分搅拌，反应15～20min，生成TiB2，即为内生TiB2颗粒，得到含有内生TiB2颗粒的铝熔体；其中，所述K2TiF6-KBF4混合盐是按Ti:B为1:2的摩尔比配制而成，所述反应助剂Na3AlF6-MgCl2混合盐中Na3AlF6和MgCl2的质量比为3:1；(2)将含有内生TiB2颗粒的铝熔体的温度降至750～780℃，并加入铝铜锌锰中间合金和锡块，得合金熔体；(3)以NaCl-KCl-CaF2混合盐作为精炼剂，对合金熔体精炼后，浇注到铸模中，获得铝锡铜合金基轴瓦材料。优选地，步骤(1)中，所述反应助剂Na3AlF6-MgCl2混合盐的总质量为反应物K2TiF6-KBF4混合盐质量的7～9％。优选地，步骤(2)中，所述铝铜锌锰中间合金为铝锭、锌板、Al-12Cu中间合金、Al-6Mn中间合金经真空感应炉熔炼后，700～730℃浇注而成。优选地，步骤(3)中，所述NaCl-KCl-CaF2混合盐的用量为基体合金质量的2.5～3.5％。优选地，步骤(3)中，所述NaCl-KCl-CaF2混合盐中NaCl、KCl和CaF2的质量比为4:4:1。优选地，所述基体合金的质量为步骤(1)中所述铝锭、步骤(2)中所述铝铜锌锰中间合金和锡块的总质量，并且K2TiF6-KBF4混合盐的质量与基体合金的质量比为1:1.2～1:2.6。优选地，步骤(3)中，所述对熔体精炼后，将熔体的温度降至710～730℃，并充分搅拌，再进行浇注。本发明中，所述K2TiF6-KBF4混合盐为K2TiF6和KBF4在常温下物理混合所得；所述Na3AlF6-MgCl2混合盐为Na3AlF6和MgCl2在常温下物理混合所得；所述NaCl-KCl-CaF2混合盐为NaCl、KCl和CaF2在常温下物理混合所得。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明铝锡铜合金基轴瓦材料的综合使用性能优，具体表现为：与传统铝基轴瓦材料(如AlSn20Cu)相比，该轴瓦材料力学性能好、承载能力高、耐磨性好且膨胀系数小，轴瓦工作稳定和使用寿命长；与传统铜基轴瓦材料(如CuSn8Pb2和ZQSn6-6-3)相比，其塑性好、顺应性好、嵌藏性好，对轴损伤小，减摩性好、导热率高，摩擦温度低、传动效率高，密度小、轴瓦质量轻。本发明铝锡铜合金基轴瓦材料的生产成本低，具体表现为：与传统铝基轴瓦材料(如AlSn20Cu)相比，本发明铝锡铜合金基轴瓦材料中锡的含量较低，锡的成本低；与传统铜基轴瓦材料(如CuSn8Pb2)相比，本发明轴瓦材料的主要成分为铝，铝的价格较铜低，因此，本发明的原料成本低。另外，本发明的熔炼温度低(比传统铜基轴瓦材料的熔炼温度至少低400℃)、熔炼能耗少，因此，熔炼成本亦低。本发明铝锡铜合金基轴瓦材料环保无污染，具体表现为：与传统铜基轴瓦材料和铝基轴瓦材料相比，本发明铝锡铜合金基轴瓦材料不含铅、镉等有污染的重金属元素，环保性能优，符合国内外对轴瓦材料环保性能的要求。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步详细说明，但是以下实施例并不作为限制本发明的保护范围。实施例1按照Ti:B为1:2的摩尔比配制6.30Kg的K2TiF6-KBF4混合盐作为反应物，由反应方程式3K2TiF6+6KBF4+10Al→3TiB2+10AlF3+12KF可知，熔制过程中，铝熔体的反应消耗量占混合盐的18％，因此考虑铝熔体的反应消耗和合金元素的正常烧损后，按照Al：Sn：Cu：Zn：Mn为85.0：12：1.2：1.0：0.8的质量比配制10.3Kg基体合金所需的铝锭、铝铜锌锰中间合金和锡块，其中，铝铜锌锰中间合金为铝锭、锌板、Al-12Cu中间合金、Al-6Mn中间合金经真空感应炉熔炼后，710℃浇注而成。混合盐与基体合金的质量比为1:1.63。按照Na3AlF6：MgCl2为...