用于多层结构滑动轴承的铝合金-钢双金属材料制造方法_2

文档序号:9560719阅读:来源:国知局
41^41-(:1141-111,Al-Cr等中间合金和锡锭,制成铝锡硅合金锭;
[0026]b.将铝锡硅合金铸锭进行均匀化退火,退火温度:540°C ± 10°C,恒温12小时后,再炉冷10小时,出炉空冷;
[0027]c.将经过均匀化退火并冷却至室温的铝锡硅合金铸锭冷轧至14.0-15.0mm,再结晶退火,设定温度:400°C ±10°C,恒温12小时后,再炉冷10小时,出炉空冷;
[0028]d.再结晶退火后铝锡硅合金锭经校平机校平,以备双面打毛后与铝锰铜合金层进行双面复合轧制;
[0029]2)铝锰铜合金层的制备;所述的铝锰铜合金铸锭具体成分为:铜(Cu)1.0% —2.5%,锰(Μη)0.5%— 1.0%,m (Α1)为余量,百分比为各成分占合金总量的质量百分比;
[0030]a.铝锰铜合金的熔炼;熔化铝,熔化温度730_750°C时,加入Al_Cu,Al_Mn等中间合金和锡锭,制成铝锰铜合金锭;
[0031]b.将铝锰铜合金铸锭进行均匀化退火,退火温度:540°C 土 10°C,恒温12小时后,再炉冷10小时,出炉空冷;
[0032]c.将经过均匀化退火并冷却至室温的铝锰铜合金铸锭分道次冷轧至1.0 — 2.0mm以及再结晶退火,退火温度:400°C ±10°C,恒温12小时后,再炉冷10小时,出炉空冷;
[0033]e.将冷轧至1.0 — 2.0mm的铝锰铜合金板进行软化退火,退火温度:230°C ±10°C,恒温5h后出炉空冷;
[0034]f.铝锰铜合金板经校平机校平,以备双面打毛后与铝锡硅合金进行复合轧制;
[0035]3)铝锡硅一铝锰铜合金层的制备;
[0036]a.将打毛后的铝锡硅合金与铝锰铜合金层进行一次复合轧制,一次下轧制延伸率30-60% ;
[0037]b.将复合后的铝锡硅一铝锰铜合金板进行均匀化退火,退火温度:540°C ±10°C,恒温12小时后,再炉冷10小时,出炉空冷;
[0038]c.将经过均匀化退火并冷却至室温的铝锡硅一铝锰铜合金板分道次冷轧至
2.0 — 3.0mm以及再结晶退火,退火温度:400°C ±10°C,恒温12小时后,再炉冷10小时,出炉空冷;
[0039]②、制备钢板:按生产设计工艺要求,将剪切后的钢板经除油除锈,然后双面打毛后备用;
[0040]③、铝锡硅一铝锰铜合金一钢双金属板复合:将双面打毛后的钢板与刷光后的铝锡硅一铝锰铜合金板进行一次性复合轧制,得到所需总厚度的铝锡硅一铝锰铜一钢双金属滑动轴承材料板材;所述的铝锡硅一铝锰铜一钢双金属轴承材料共四层结构,第一层表层为招猛铜层,合金厚度0.03-0.15mm,第二层为招锡娃合金层,合金厚度0.3-1.0mm,第三层过渡层为铝锰铜层合金厚度0.03-0.15mm,第四层基层为低碳钢层,钢层的厚度为
0.8-15mm ;其中,第一至三层统称铝锡硅一铝锰铜合金层或减磨层了 ;
[0041]④、成品退火:轧好的铝锡硅一铝锰铜一钢双金属合金板经340°C 土 10°C退火
4.5?5小时。
[0042]尤其是,铝锡硅、铝锰铜合金铸锭经过熔炼和铁模浇铸而获得;具体步骤为:按化学成分要求配料,在中频炉内进行常规熔炼,炉前检测合格后,转倒保温炉,熔体由保温炉导入浇包,由浇包浇入水冷铁模凝固而成,铁模规格:22X 195X700mm3,铸锭厚度22±0.15mm。
[0043]尤其是,均匀化退火较佳的温度为540°C ± 10°C,恒温12小时后,再炉冷10小时,
出炉空冷。
[0044]尤其是,乳至14.0 — 15.0mm的铝锡硅合金锭再结晶退火制度为:设定温度:400°C ±10°C,恒温12小时后,再炉冷10小时,出炉空冷。
[0045]尤其是,铝锰铜合金板的厚度较佳的为1.0?1.2mm,铝锰铜合金板刷光后使用。
[0046]尤其是,双面复合轧制按延伸率> 30%进行操作,较佳的为40-50%。
[0047]尤其是,将冷轧至2.0 — 3.0mm的铝锡硅一铝锰铜合金板进行软化退火,设定温度230°C ± 10°C,恒温5小时后出炉空冷;能有效增加结合牢度,消除合金加工硬化。
[0048]尤其是,钢板材质为连轧低碳钢,较佳的为含碳量0.02% -0.10%的低碳碳素钢,钢板使用前按本领域常规除油除锈。
[0049]尤其是,一次性复合轧制的加工延伸率为40-55%,较佳为45-50%。
[0050]尤其是,铝合金层的铝锰铜合金层介于铝锡硅合金层与钢层中间。
[0051]本发明的优点和效果:抑制沉积合金中低熔点相可能的凝固偏析对地球重力场下凝固偏析严重的偏晶合金;具有广泛的推广应用价值。采用短流程工艺路线有效简化现有技术,既利于采用流程控制,又节省大量的厂房设备和人工成本。集熔炼和轧制为一体全部工艺流程在一条生产线上,工艺流程紧凑,产品具有极好的耐磨性、耐蚀性、很好的抗咬合性和承载能力,具极高的疲劳强度,抗疲劳强度达到100?120MPa,尤其适用于中、高速及中等载荷的主轴承和连杆轴承。
【具体实施方式】
[0052]本发明原理在于,解决前述现有技术不足需要一种既能保持铝锡合金的固有特性、又具有更高疲劳强度和承载能力的轴承合金,而铝锡硅一铝锰铜一钢双金属滑动轴承材料具更高的硬度和强度,极好的耐磨性、耐蚀性、很好的抗咬合性和承载能力,具极高的疲劳强度。可以满足当代发动机对轴承的新要求,是制作中、高速及中等载荷主轴承和连杆轴承的理想材料。
[0053]本发明中,均匀化退火有效消除铸锭的浇铸应力,同时使合金的组织和成分趋于均匀,提高合金的塑性,便于后续的轧制,提高合金成材率,一般温度上限不得超过合金中低熔点共晶的熔化温度。所述的340°C 土 10°C /4.5?5小时退火,能有效增加钢板与合金的结合牢度,消除合金加工硬化,得到理想金相组织。
[0054]在符合本领域常识的基础上,本发明中上述的各技术特征的优选条件可以任意组合得到本发明较佳实例。
[0055]本发明中通过前述方法制得多层铝合金一钢双金属滑动轴承材料。所用试剂和原料均市售可得。与钢板复合时合金层厚度与材料成品所需的合金层厚度、钢板的加工延伸率有关。
[0056]通过实施例的方式能够进一步说明本发明,但申请人并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0057]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0058]实施例1:生产材料规格3.0mmX 2.45mmX 102mm的铝锡硅一铝锰铜一钢双金属滑动轴承材料;总厚度为:3.0mm±0.05mm、钢层厚度为'2.45mm±0.05mm、合金宽度为:102mm±0.5mm ;制造方法包括以下步骤:
[0059]①、合金的准备;合金按化学成分要求:
[0060]铝锡硅合金具体成分为:锡(Sn)5.0%— 7.5%,硅(Si) 3.25 % — 4.75 %,铜(Cu)0.5%- 1.5%,锰(Μη)0.15%- 0.35%,铬(Cr)0.15%- 0.35%,铝(A1)为余量,百分比为各成分占合金总量的质量百分比;
[0061]铝锰铜合金铸锭具体成分为:铜(Cu)1.0% — 2.5%,锰(Μη)0.5% — 1.0%,铝(A1)为余量,百分比为各成分占合金总量的质量百分比;
[0062]铁模浇铸成铸锭,铸锭规格22_X 195mmX700 ;
[0063]将铝锡硅合金、铝锰铜合金铸锭进行均匀化退火,退火制度为:设定温度:540°C ±10°C,恒温12h后,再炉冷10h,出炉空冷;
[0064]将经过均匀化退火并冷却至室温的铝锰铜合金铸锭进行冷轧,分道次冷轧至
1.0±0.10mm ;
[0065]将经过均匀化退火并冷却至室温的铝锡硅合金铸锭进行冷轧,分道次冷轧至14.5±0.10mm ;
[0066]将轧至14.5±0.10mm铝锡硅合金锭进行再结晶退火,退火制度为:设定温度:400°C ±10°C,恒温12小时后,再炉冷10小时,出炉空冷;
[0067]经过再结晶退火厚14.5±0.10mm的招锡娃合金锭经校平,然后双面打毛后与厚度为1.0mm的铝锰铜合金板进行双面轧制,复合为铝锡硅一铝锰铜合金板,逐道次冷轧至3.0±0.1mm ;
[0068]将冷轧至3.0±0.1mm的铝锡硅一铝锰铜合金板进行软化退火,退后温度:230°C ±10°C,恒温5小时后出炉空冷;
[0069]然后按工艺要求的轧制分配道次冷轧至与钢板复合时的厚度1.42mm,公差
0-0.05mm ;之后裁成规格1.42mm X 156mmX 1360mm清洗备用;
[0070]②、钢板的准备;选用市售的SPHC低碳钢,成分为:碳(C)0.050 %,锰(Μη)0.25%,硅(Si)0.010%,磷(Ρ)0.
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