滑动轴承的制作方法_3

文档序号:9332242阅读:来源:国知局
的高 温退火。将低温退火和高温退火的退火时间分别设为40~180分钟,通过调整低温退火和 高温退火的退火时间,从而调整Cr中的与A1形成金属间化合物的成分的固溶比例。要增 大Cr中的与A1形成金属间化合物的成分的固溶比例只要延长退火时间即可,要减小形成 金属间化合物的成分的固溶比例只要缩短退火时间即可。例如也可以通过以高温退火温度 (400°C~460°C)在60分钟以上140分钟以下的时长内进行退火,从而增大Cr的固溶比 例。也可以通过以高温退火温度在40分钟以上不足60分钟的时长内进行退火,从而缩小 Cr的固溶比例。
[0049] b.中间层板的形成
[0050] 首先,以能形成含有 0? 05wt% 的Cu、0. 05wt% 的Zr、0. 02wt% 的Ti、以及 0?lwt% 的Cr的A1合金的方式,计量并准备各成分的材料(由Sn锭、其他含有成分以及A1构成的 母合金(Al-Cu(Cu:30wt% )、Al_Cr(Cr:lwt% )、Al_Zr(Zr:lwt% )、Al_Ti(Ti:5wt% ))。 接着,通过高频感应炉加热各成分的材料至850°C,保持15分钟。由此,形成中间层11的熔 融材料。之后,通过多孔质气泡管、吹氧管以2L/min的流量分散喷出Ar气泡20秒以上,进 行氢气、夹杂物的去除,静置5分钟以上。接着,将中间层11的熔融材料注入铸模,通过从 该铸模的开口将中间层11的熔融材料往铸造方向抽出,从而形成作为中间层11的原型的 中间层板。需要说明的是,中间层板也可以通过挤出成型而形成。另外,通过在形成中间层 板后进行扎制,从而调整中间层板的厚度。
[0051]c?压接
[0052] 接着,通过在使轴套板和中间层板于厚度方向上重叠的状态下进行扎制,从而形 成压接了轴套板和中间层板的A1压接板。然后,通过对A1压接板进行规定的热处理,完成 A1压接板的压接。
[0053] 进而,准备作为轴瓦12的原型的低碳钢板,通过在使低碳钢板与A1压接板于厚度 方向上重叠的状态下进行扎制,从而形成压接了A1压接板和低碳钢板的滑动轴承1的扎制 板。之后,通过对滑动轴承1的扎制板进行规定的热处理,从而完成滑动轴承1的扎制板的 压接。
[0054] 在轴套板、中间层板以及低碳钢板的压接中,既可以进行冷乳,也可以进行热乳。 另外,考虑到压接中的各板厚度的减少量(扎制率),只要预先调整压接前的轴套板、中间 层板以及低碳钢板的厚度使得滑动轴承1的扎制板在压接后达到目标厚度即可。
[0055] d?切断
[0056] 接着,将滑动轴承1的扎制板按每规定的大小进行切断。规定的大小是指通过进 行后述的机械加工,能形成滑动轴承1的大小,是根据安装有滑动轴承1的连杆的形状而确 定的大小。
[0057]e?机械加工
[0058] 最后,通过对切断后的滑动轴承1的扎制板进行冲压加工,从而形成半切形状的 滑动轴承1。进而,通过切削加工修饰形状、表面状态,由此完成滑动轴承1。
[0059] (A3)实验结果:
[0060] 表1表示对滑动轴承1的各试验片(本发明的实施例1~4、比较例1~3)的机 械特性(耐疲劳性能值、耐热粘性能值)进行测量的结果。所述实施方式具有与实施例4 相同的结构。各试验片通过与上述的滑动轴承1的制造方法相同的方法制造而得。各机械 特性以与上述实施方式相同的方法进行测量。
[0061]表1
[0062]
[0063] 如表1所示,对于实施例1~4的轴套12而言,通过Cr中的45~85wt%形成金属 间化合物,剩余部分形成固溶体,从而能提高实施例1~4的轴套12的硬度,能获得良好的 耐疲劳性。此处,A1合金中的Cr是根据热处理金属间化合物容易析出的元素,不仅是金属 间化合物的析出量,颗粒的大小也容易通过热处理的时间等进行调整。特别是,由于A1与 Cr的金属间化合物容易析出到晶界,因此在含有很多同样容易析出到晶界的Sn(12. 5wt% 以下)的情况下能利用Sn高效地抑制耐疲劳性的降低。进而,Cr的金属间化合物的一个 个颗粒的大小一致,能容易地解析Cr的金属间化合物的析出量。因此,通过集中精力在轴 套12中的Cr的固溶比例上,用于实现期望的耐疲劳性的热处理时间的管理(设定条件) 变得容易。
[0064] 另外,在实施例1~4中,通过使中间层11的维氏硬度为25~75并使厚度为25~ 50 ym,从而能通过中间层11防止裂纹的传播,能提高耐疲劳性以及耐热粘性。可以认为通 过使中间层11具备适当的厚度、延展性以及韧性从而能发生塑性变形,能防止裂纹传播至 轴瓦10。另外,由于中间层11中不包含硬质的金属间化合物,因此还能防止金属间化合物 成为中间层11与轴瓦10的剥离起点,能防止中间层11从轴瓦10脱离的疲劳破坏。
[0065] 比较例2可以认为由于中间层11的维氏硬度过大并且中间层11过薄,因此中间 层11不能通过塑性变形而防止裂纹的传播,无法发挥良好的耐疲劳性和耐热粘性。比较例 1可以认为由于尽管中间层11的维氏硬度适度,但中间层11过薄,因此中间层11无法通过 塑性变形而防止裂纹的传播,无法发挥良好的耐疲劳性和耐热粘性。进而,比较例1可以认 为由于尽管中间层11的厚度适度,但维氏硬度过小,因此中间层11的强度不足,在中间层 11破坏了的部分容易发生热粘。
[0066] B.第二实施方式:
[0067] (B1)滑动轴承的结构:
[0068] 本发明的第二实施方式的滑动轴承101也具有与图1所示的第一实施方式的滑动 轴承1相同的外观,与第一实施方式的滑动轴承1同样包含轴瓦110、中间层111以及轴套 112。滑动轴承101的轴瓦110的结构与第一实施方式的滑动轴承1的轴瓦10相同。
[0069]中间层111含有3wt%的Cu、0. 15wt%的Zr、0.02wt%的Ti、以及0.08wt%的Cr, 剩余部分由A1和不可避免的杂质构成。通过与第一实施方式相同的测量方法,对中间层 111的维氏硬度(硬度)进行了测量,结果室温(20°C)下的维氏硬度为70。
[0070] 通过与第一实施方式相同的解析方法,对中间层111的任意截面进行了解析,确 认不存在由中间层111所包含的A1以外的成分(Cu、Zr、Ti、Cr)和A1形成的金属间化合 物。即,确认了中间层111所包含的A1以外的成分总量在A1的基质中形成了固溶体。
[0071]轴套112含有1. 2wt%的Cu、0. 15wt%的Cr、0. 2wt%的Zr、6wt%的Sn、5wt%的 Si以及0. 03wt%的Ti,剩余部分由A1和不可避免的杂质构成。Zr中的80wt%的成分(轴 套112整体的16wt%)与A1形成金属间化合物,Zr中的剩余部分与A1形成固溶体。即, 通过使用电子探针显微分析仪解析轴套112,测量作为轴套112的含有成分的Zr的固溶比 例的结果是,该Zr的固溶比例为80wt%。
[0072] 通过与第一实施方式相同的测量方法,对滑动轴承101的耐疲劳性能值进行测量 的结果为llOMPa。通过与第一实施方式相同的测量方法,对滑动轴承101的耐热粘性能值 进行了测量,结果为95MPa。
[0073] (B2)滑动轴承的制造方法:
[0074] 本实施方式的滑动轴承101也通过按顺序进行以下各工序制造而得:a.轴套板的 形成、b.中间层板的形成、c.压接、d.切断、e.机械加工。以下,就各工序进行说明。以上 的工序中,c.压接、d.切断、e.机械加工与上述实施方式相同。
[0075]a.轴套板的形成
[0076]首先,以能形成含有1. 2wt% 的Cu、0. 15wt% 的Cr、0. 2wt% 的Zr、6wt% 的 Sn、5wt%的Si以及0. 03wt%的Ti的A1合金的方式,计量并准备各成分的材料(由Sn锭、其他含有成分以及A1构成的母合金(Al_Cu(Cu:30wt% )、Al_Cr(Cr:lwt% )、 Al-Zr(Zr:lwt% )、A1-Ti(Ti:5wt% ))。接着,通过高频感应炉加热各成分的材料至850°C, 保持15分钟。由此,形成轴套112的熔融材料。之后,通过多孔质气泡管、吹氧管以2L/min 的流量分散喷出Ar气的气泡20秒以上,进行氢气、夹杂物的去除,静置5分钟以上。
[0077] 接着,将轴套112的熔融材料注入铸模,通过从该铸模的开口将轴套112的熔融材 料向铸造方向抽出,从而形成作为轴套112的原型的轴套板。
[0078] 进而,对轴套板进行扎制的同时进行退火。该退火工序中,以使低温退火与高温退 火相互的温度差为l〇°C以上的方式进行305°C~400°C的低温退火和400°C~475°C的高 温退火。将低温退火和高温退火的退火时间分别设为40~180分钟,通过调整低温退火 和高温退火的退火时间,从而调整Zr中的与A1形成金属间化合物的成分的比例。要增大 Zr中的与A1形成金属间化合物的成分的比例只要延长退火时间即可,要减小形成金属间 化合物
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