专利名称：一种铜基重载自润滑船用轴承及其制备方法
技术领域：
本发明涉及滑动轴承的制备，特别是铜基重载自润滑船用轴承及其制备方法。
背景技术：
轴瓦是内燃机中的重要零件之一，其性能与结构不仅影响内燃机的性能、工作可靠性和寿命，而且影响内燃机本身的结构设计；轴颈工作时，由于其本身自重较大，加上外加负荷，将产生很大的离心力和轴向推力；特别是当运行工况发生变化时，还可能产生更大的旋转扭矩和瞬间的轴向推力和反推力，可见，轴承在工作时载荷很大；同时，由于轴颈的重载旋转，对轴承的耐磨性具有较高的要求。现有技术中的滑动轴承，如公开号为CN102278373A的发明专利申请所公开的一种耐高温的自润滑滑动轴承，属于滑动面主要由纳米级天然鱼鳞石墨构成的滑动轴承技术领域，包括轴承主体，所述轴承主体由天然鱼鳞石墨、铜和二氧化钼组成；所述天然鱼鳞石墨纯度为99. 9%，天然鱼鳞石墨含量在轴承主体中所占比例为35-70% ；所述铜纯度为99%， 铜含量在轴承主体中所占比例为25-60% ；所述二氧化钼纯度为99%，二氧化钼含量在轴承主体中所占比例为3-8% ；及一种耐高温的自润滑滑动轴承的制备方法，其是由纳米级天然鱼鳞石墨粉、纳米级铜粉和微米级二氧化钼粉经机械混合均勻，压制成型，再由烧结炉烧结而成；此种滑动轴承抗拉强度较差。
发明内容
本发明的目的是提供铜基重载自润滑船用轴承，它具有较高的抗拉强度及较低的摩擦系数、较低的磨损率。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的一种铜基重载自润滑船用轴承，包括钢背及与钢背一体连接的减磨结构，所述减磨结构由如下重量份材料制备而成9-15份镀镍石墨、0. 1-0. 3份稀土，90. 5-91. 5份铝青铜合金；所述铝青铜合金的组成如下72-90份铜，12. 8-13. 6份铝，4. 6-7. 2份铁，小于0. 10份锰，6. 0-7. 4份镍，小于0. 05份铅，小于0.5份的锌。石墨的平面层与平面层之间以低键能的范德华力结合，在摩擦的过程中容易发生滑移；然而平面层内碳原子之间的共价键能较强，在层间产生滑移时，平面层却不会发生崩溃，因此具有优良的润滑性能，应用于本发明，使本发明可以具有较低的摩擦系数；然而石墨含量越大，此种滑动轴承的抗拉强度越小，因此，在保证此种滑动轴承不但具有较低的摩擦，同时又具有良好的拉伸性能，通过发明人的不断实验总结，镀镍石墨的含量应为重量比 9-15 份。镍质坚硬具有良好的可塑性及耐腐蚀性，有利于提高铝青铜合金的耐腐蚀性、可塑性及机械强度。适量锰的加入有利于提高铝合金的搞疲劳度。稀土的添加，可以改善本发明的物理化学性能，并提高本发明室温及高温机械性能；且可提高铝青铜合金的流动性能；木发明添加的稀土主要是利用稀土原子在品界上偏聚与其它元素交互作用，引起晶界的结构、化学成分和能量的变化，并影响其它元素的扩散和新相的成核与长大，最终导致合金组织与性能的变化；一方面，稀土可以起到精炼、脱硫、 中和低熔点有害杂质的作用，提高了合金减磨材料的硬度；另一方面，还能抑制这些夹杂在晶界上的偏祈；稀土加入合金中生成球状稀土硫化物或硫氧化物，取代容易形成的长条状 MnS夹杂，使硫化物形状得到控制，提高了本发明的热塑性；稀土使棱角状高硬度的氧化铝夹杂转为球状硫氧化物及铝酸稀土，有利于提高本发金明的疲劳性能。通过实验发现，在没有锌的铝青铜基合金中，石墨颗粒的含量轴向变化很大，然而随着锌含量的增加，差异逐渐减小，当锌含量达到0. 5%的时候，石墨颗粒含量更高，且石墨在复合材料中的浓度差更低，然而，若再加入更多的锌将再次导致石墨浓度差上升，因此， 加入适量的锌有利于使石墨颗粒均勻分布于铝青铜合金基体中；同时石墨颗粒在铝青铜合金基体中的均勻分布，使得石墨颗粒在摩擦表面形成更好的固体润湿层。作为本发明的优选，所述稀土为铈或镧或镨或钕或其中两者的混合或其中三者的混合或此四者的混合。作为本发明的优选，所述稀土由如下质量比的材料构成65-70%铈、28-35%镧、 0. 5-1% 钕、0. 5-1% 镨。作为本发明的优选，所述石墨的重量份为13-15份。作为本发明的优选，所述铝青铜合金的组成如下72-90份铜，13. 4-13. 5份铝， 4. 6-7. 2份铁，小于0. 10份锰，6. 0-7. 4份镍，小于0. 05份铅，小于0. 5份的锌。本发明的另一目的在于提供一种铜基重载自润滑船用轴承的方法，包括如下步骤
(1)钢管的处理，依次包括如下步骤
(a)在钢管的浇注面进行喷丸处理；
(b)进行挂锡处理；
(2)减磨材料的制备，依次包括如下步骤
(a)将石墨粉置于熔融的镍液中，搅拌均勻，形成镀镍石墨粉；
(b)将镀镍石墨粉倒入熔融的铝青铜合金中，搅拌均勻；
(3)对钢管进行预热，之后在钢管上离心浇注减磨材料，形成半成品；
(4)将步骤(3)形成的半成品进行热处理后精加工形成滑动轴承。喷丸处理有利于提高钢管与减磨材料之间的结合力；挂锡处理是提高钢管与减磨材料之间亲和性，进一步有利于提高减磨材料与钢管之间的结合力；石墨粉粒与铝青铜合金熔体之间的润湿性较差，同时由于未经处理的石墨粉表面附着有机物，吸附有气体水分等物质更加破坏了其与铝青铜合金熔体的润湿性；喷瓦处理的作用是增加钢管浇注面的粗糙度，从而进一步增强减磨材料与钢管之间的结合力；在石墨粉表面镀镍，以镀镍石墨粉与铝青铜合金熔体结合，则有效改善了石墨粉与铝青铜合金熔体之间的润湿性，从而有利于提高滑动轴承的机械性能并降低摩擦系数；在镀镍石墨粉加入时，铝青铜合金熔体应已处于被搅拌状态，在倒入镀镍石墨粉时，应倒于铝青铜合金熔体由于搅拌而形成的旋涡中，以有利于提高石墨粉分散的均勻度；为使熔体具有良好的流动性，同时防止高温烧损金属，通过实验表明，搅拌温度在1600-1700°C时，石墨粉含量较高，且分散均勻同时具有较好的流动性，有利于提高石墨与铝青铜合金熔体之间的湿润性；随着搅拌速度的增加石墨粉的分散均勻度明显增加，石墨粉含量明显增加，但速度达到1500r/min时，石墨粉含量开始下降；因此，搅拌速度为1300-1500r/min。作为本发明的优选，所述步骤(1)钢管的处理中的步骤(b)之后还包括挂锡镍合金的步骤。进一步提高减磨材料与钢管之间的亲和力以提高两者之间的结合力。作为本发明的优选，所述铝青铜合金的制备依次包括如下步骤
■3依次将铅、锌、铝、镍、锰、铁置于坩锅中熔化后搅拌；
,步骤:1:中的金属全部熔化时，压入铜，并升高温度至1600-1700°c，继续搅拌；
Ii:保持搅拌，当铜完全熔化时加入稀土，当稀土全部熔化后，继续搅拌5-lOmin。作为本发明的优选，所述镀镍石墨粉中镍的含量为50-55%，其余为石墨粉。本发明还另提供一种制造铜基重载自润滑船用轴承的方法，它依次包括如下步骤
(1)铝青铜合金的制备及镀铜石墨粉的制备；
(2)将镀铜石墨粉倒入熔融的铝青铜合金中进行搅拌；
(3)将经步骤(2)合金溶液在真空下静置4-5min，静置温度为760-800°C；
(4)浇铸形成铸态复合材料；
(5)将铸态材料进行热轧形成轧带；
(6)将轧带与钢带进行复合轧制形成滑动轴承。作为本发明的优选，所述镀铜石墨粉的制备依次包括如下步骤
(a)表面处理将石墨粉放置于马弗炉在350-450°C下保温30-90min，之后置于空气中冷却；
(b)使石墨粉表面具有导电性的预处理步骤；
(c)化学镀铜在温度为35-45°C的环境下，将石墨粉与还原剂锌混合并加入适量醋酸及硫酸铝再搅拌均勻，再倒入浓度为45-55g/L的硫酸铜溶液，继续搅拌30-40min，之后将混合液用去离子水洗至中性，再将混合液倒入苯并三氮唑溶液中钝化，最后置于真空干燥箱中干燥以获得镀铜石墨粉。步骤(a)是为了清除石墨粉表面粘覆的污物。石墨粉表面铜镀层的优劣直接影响石墨粉与铝青铜合金熔体的润湿性，由于非金属材料通常是不导电的，无法直接用电沉积方法沉积金属层，因而进行非金属镀覆的前提是使镀件表面获得一定的导电性，以使镀层与非金属基体具有良好的结合力。铜离子的浓度直接影响石墨粉表面铜的增重率与镀层质量，因此，在锌粉用量为 13g/L，醋酸用量为lml/g，施镀温度为40°C，反应时间为40min条件下，对硫酸铜的用量进行实验，随着硫酸铜浓度由20g/L至55g/L不断提高，石墨粉表面的铜的增重率先呈线性增加，直至45g/L时，趋于平缓；因此，在保证镀层质量的基础下，又浪费过剩的铜离子，硫酸铜的浓度为45-55g/L。
醋酸的作用一方面分散石墨粉，防止其在镀液中团聚，另一方面作为弱酸来调节 PH值为置换反应提供酸性环境并调节反应速度；在实验中发现，随着醋酸加入量的增加， 石墨粉由团聚逐渐分散良好，且石墨粉的铜含量也不断增加，当醋酸的加入量达到0. 8g/L 时，铜含量的增加率明显减小，当加入量大于lg/L时，镀铜含量开始下降，因此，为使石墨粉表面具有的铜镀层，醋酸的加入量为0. 8-lg/L。同时，实验表明，随着反应温度的增加反应速度加快，当温度达到35°C时，石墨粉表面铜含量达到最大值，当温度大于45°C时，铜含量开始下降；因此，为使石墨粉表面具有良好的铜镀层，反应温度应为35-45°C。通过实验证明，硫酸铝的加入有利于提高镀层的均勻度以进一步提高石墨粉与铝青铜合金熔体之间的润湿性，镀铜石墨粉与铝青铜合金熔体之间的接触角减小了约60% ； 并控制镀铜石墨粉的粒径大致在105. 15-110. 12微米之间，镀层在200-250nm之间；同时由于铝离子的存在，也更有利于石墨粉与铝青铜合金熔体的结合。作为本发明的优选，所述镀铜石墨粉的制备步骤中的步骤(2)预处理，具有依次包括如下步骤
:1粗化，将石墨粉置于硝酸溶液中煮沸10-20min，之后用水洗至中性后用真空抽滤机抽去水分；
:1.敏化，将氯化亚锡加入盐酸溶液配制敏化液，氯化亚锡的浓度为20-25g/L，之后将
经粗化的石墨粉置于敏化液中煮沸5-8min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽去水分；
活化，往硝酸银溶液中倒入氨水直到溶液澄清以制备活化液，再将石墨粉置于石墨
粉中在25-35°C搅拌8-15min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽干。粗化是利用硝酸的强氧化性使其与石墨基体表面发生氧化、磺化等反应，在表面生成较多极性基团，如羟基、羰基、磺基等，极大提高石墨表面亲水性，有利于电沉积反应进行，同时石墨粉在粗化液蚀刻作用下，表面形成很多凹坑，使其表面微观粗糙度增加，从而增加镀层与石墨的结合力；通过实验证明，在硝酸的浓度为20-25ml/L时，镀层与石墨之间的结合力最大。敏化的作用是使经粗化后的石墨粉表面吸附一层还原性物质，本发明为氯化亚锡敏化液中含有的还原性二价锡离子；实验表明，当氯化亚锡浓度低于20g/L时，石墨粉聚集成块，镀层颜色较暗，效果不好，当浓度达到20g/L时，明显提高了活化效果，镀铜含量显著增加，当浓度高于25g/L时，镀铜含量增加明显平缓。活化作用是使经敏化处理的石墨颗粒浸入含氧化剂的溶液中，使石墨表面形成一层有催化活性的金属层；实验表明，当硝酸银浓度为3-3. 5g/L时，石墨粉分散较为均勻，且镀层与石墨粉的结合力较强。作为本发明的优选，所述步骤(2)中搅拌温度为1600-1700°C，搅拌速度为 1200-1400r/min。作为本发明的优选，所述步骤(5)具有为先将铸态复合材料置于马弗炉中在400-500°C下均勻化4-釙，然后在轧制，轧制速度为7-9m/min，开轧的温度为400_450°C，终轧温度为350-400°C，最后在300-;35(rC下退火1_1. 5h，以形成轧带。上述热轧方式，使轧带的成品率达到99. 8%，同时也有利于提高轧带的机械强度， 相比铸态复合材料，轧带的抗拉强度增加了 48%，延伸率提高了 100%。作为本发明的优选，所述步骤(6)具有为先将钢板进行酸洗再刷铁，将轧带刷铝， 再将两者置于马弗炉中在450-500°C下保温0. 5-lh，然后在轧制温度为450-500°C下轧制复合，最后在350-400°C下退火l_2h。综上所述，本发明具有以下有益效果本发明提供的铜基重载自润滑船用轴承具有良好的抗拉强度与较低的摩擦系数；普通的船用轴承其使用功率较低，可靠性较差，寿命较短，本发明提供的铜基重载自润滑船用轴承不仅具有较高的使用功率，其功率可达45Kw， 使用寿命可达300年，为船舶航提供较高的可靠性。
具体实施例方式本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。实施例1 一种铜基重载自润滑船用轴承，包括钢背及与钢背一体连接的减磨结构，所述减磨结构由如下重量份材料制备而成9份镀镍石墨、0. 1份稀土，90. 5份铝青铜合金；所述铝青铜合金的组成如下72份铜，12. 8份铝，4. 6份铁，0. 08份锰，6. 0份镍，0. 042 份铅，0.3份的锌。所述稀土为铈或镧或镨或钕或其中两者的混合或其中三者的混合或此四者的混合；本实施例的稀土由如下质量比的材料构成65%铈、33%镧、1%钕、1%镨。制造上述铜基重载自润滑船用轴承的方法，包括如下步骤
(1)钢管的处理，依次包括如下步骤
(a)在钢管的浇注面进行喷丸处理并清洗；
(b)进行挂锡处理；
(c)挂锡镍合金处理；
(2)减磨材料的制备，依次包括如下步骤
(a)将石墨粉置于熔融的镍液中，搅拌均勻，形成镀镍石墨粉；所述镀镍石墨粉中镍的含量为50%，其余为石墨粉；
(b)将镀镍石墨粉倒入熔融的铝青铜合金中，搅拌温度为1600°C，搅拌速度为1300r/ min，搅拌均勻；
(3)对钢管进行预热，之后在钢管上离心浇注减磨材料，形成半成品；
(4)将步骤(3)形成的半成品进行热处理后精加工形成滑动轴承。所述铝青铜合金的制备依次包括如下步骤
'I；依次将铅、锌、铝、镍、锰、铁置于坩锅中熔化后搅拌； ②步骤中的金属全部熔化时，压入铜，并升高温度至1600°c，继续搅拌；；1)保持搅拌，当铜完全熔化时加入稀土，当稀土全部熔化后，继续搅拌5min。实施例2 —种铜基重载自润滑船用轴承，包括钢背及与钢背一体连接的减磨结构，所述减磨结构由如下重量份材料制备而成15份镀镍石墨、0. 3份稀土，91. 5份铝青铜合金；所述铝青铜合金的组成如下90份铜，13. 6份铝，7. 2份铁，0. 09份锰，7. 4份镍， 0. 049份铅，0. 49份的锌。所述稀土为铈或镧或镨或钕或其中两者的混合或其中三者的混合或此四者的混合；本实施例的稀土由如下质量比的材料构成70%铈、28%镧、1%钕、1%镨。制造上述铜基重载自润滑船用轴承的方法，包括如下步骤 (1)钢管的处理，依次包括如下步骤
(a)在钢管的浇注面进行喷丸处理并清洗；
(b)进行挂锡处理；
(c)挂锡镍合金处理。(2)减磨材料的制备，依次包括如下步骤
(a)将石墨粉置于熔融的镍液中，搅拌均勻，形成镀镍石墨粉；所述镀镍石墨粉中镍的含量为55%，其余为石墨粉；
(b)将镀镍石墨粉倒入熔融的铝青铜合金中，搅拌温度为1700°C，搅拌速度为1500r/ min，搅拌均勻。(3)对钢管进行预热，之后在钢管上离心浇注减磨材料，形成半成品； (4)将步骤(3)形成的半成品进行热处理后精加工形成滑动轴承。所述铝青铜合金的制备依次包括如下步骤
依次将铅、锌、铝、镍、锰、铁置于坩锅中熔化后搅拌； ::1步骤中的金属全部熔化时，压入铜，并升高温度至1700°c，继续搅拌；
Il:保持搅拌，当铜完全熔化时加入稀土，当稀土全部熔化后，继续搅拌5-lOmin。实施例3 —种铜基重载自润滑船用轴承，包括钢背及与钢背一体连接的减磨结构，所述减磨结构由如下重量份材料制备而成13份镀镍石墨、0. 2份稀土，91份铝青铜合金；所述铝青铜合金的组成如下80份铜，13. 4份铝，5. 8份铁，0. 08份锰，7. 0份镍，0. 045 份铅，0. 45份的锌。所述稀土为铈或镧或镨或钕或其中两者的混合或其中三者的混合或此四者的混合；本实施例的稀土由如下质量比的材料构成68%铈、31%镧、0. 5%钕、0. 5%镨。制造上述铜基重载自润滑船用轴承的方法，包括如下步骤 (1)钢管的处理，依次包括如下步骤
(a)在钢管的浇注面进行喷丸处理并清洗；
(b)进行挂锡处理；
(c)挂锡镍合金处理。(2)减磨材料的制备，依次包括如下步骤(a)将石墨粉置于熔融的镍液中，搅拌均勻，形成镀镍石墨粉；所述镀镍石墨粉中镍的含量为53%，其余为石墨粉；
(b)将镀镍石墨粉倒入熔融的铝青铜合金中，搅拌速度为1400r/min，搅拌温度为 1650°C，搅拌均勻。(3)对钢管进行预热，之后在钢管上离心浇注减磨材料，形成半成品； (4)将步骤(3)形成的半成品进行热处理后精加工形成滑动轴承。所述铝青铜合金的制备依次包括如下步骤
■3依次将铅、锌、铝、镍、锰、铁置于坩锅中熔化后搅拌；
,步骤:1:中的金属全部熔化时，压入铜，并升高温度至1650°c，继续搅拌；
Ii:保持搅拌，当铜完全熔化时加入稀土，当稀土全部熔化后，继续搅拌8min。实施例4 与实施例1或2或3的区别之处在于，制造铜基重载自润滑船用轴承的方法，依次包括如下步骤
(1)铝青铜合金的制备及镀铜石墨粉的制备；
(2)将镀铜石墨粉倒入熔融的铝青铜合金中进行搅拌，搅拌温度为1600°C，搅拌速度为 1200r/min ；
(3)将经步骤(2)合金溶液在真空下静置％iin，静置温度为760°C；
(4)浇铸形成铸态复合材料；
(5)将铸态材料进行热轧形成轧带先将铸态复合材料置于马弗炉中在400°C下均勻化4h，然后在轧制，轧制速度为7m/min，开轧的温度为400°C，终轧温度为350°C，最后在 300°C下退火lh，以形成轧带；
(6)将轧带与钢带进行复合轧制形成滑动轴承先将钢板进行酸洗再刷铁，将轧带刷铝，再将两者置于马弗炉中在450°C下保温0. 5h，然后在轧制温度为450°C下轧制复合，最后在350°C下退火lh。步骤(1)中镀铜石墨粉的制备依次包括如下步骤
(a)表面处理将石墨粉放置于马弗炉在350°C下保温30min，之后置于空气中冷却；
(b)使石墨粉表面具有导电性的预处理；
(c)化学镀铜在温度为35°C的环境下，将石墨粉与锌混合并加入适量醋酸及硫酸铝再搅拌均勻，再倒入浓度为45g/L的硫酸铜溶液，继续搅拌30min，之后将混合液用去离子水洗至中性，再将混合液倒入苯并三氮唑溶液中钝化，最后置于真空干燥箱中干燥以获得镀铜石墨粉；醋酸的加入量为0. 8g/L。上述镀铜石墨粉的制备步骤中的步骤(b)预处理，依次包括如下步骤
粗化，将石墨粉置于硝酸溶液中煮沸lOmin，之后用水洗至中性后用真空抽滤机抽去水分；硝酸的浓度为20ml/L ；
:1敏化，将氯化亚锡加入盐酸溶液配制敏化液，氯化亚锡的浓度为20g/L，之后将经粗化的石墨粉置于敏化液中煮沸5min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽去水分；
Ι 活化，往硝酸银溶液中倒入氨水直到溶液澄清以制备活化液，再将石墨粉置于活化
液中在25°C搅拌8min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽干；硝酸银浓度为 3g/L。实施例5 与实施例1或2或3的不同之处在于， 制造铜基重载自润滑船用轴承的方法，依次包括如下步骤
(1)铝青铜合金的制备及镀铜石墨粉的制备；
(2)将镀铜石墨粉倒入熔融的铝青铜合金中进行搅拌，搅拌温度为1700°C，搅拌速度为 1400r/min ；
(3)将经步骤(2)合金溶液在真空下静置5min，静置温度为800°C；
(4)浇铸形成铸态复合材料；
(5)将铸态材料进行热轧形成轧带先将铸态复合材料置于马弗炉中在500°C下均勻化证，然后在轧制，轧制速度为9m/min，开轧的温度为450°C，终轧温度为400°C，最后在 350°C下退火1. 5h，以形成轧带；
(6)将轧带与钢带进行复合轧制形成滑动轴承先将钢板进行酸洗再刷铁，将轧带刷铝，再将两者置于马弗炉中在500°C下保温lh，然后在轧制温度为500°C下轧制复合，最后在400°C下退火2h。步骤(1)中镀铜石墨粉的制备依次包括如下步骤
(a)表面处理将石墨粉放置于马弗炉在450°C下保温90min，之后置于空气中冷却；
(b)使石墨粉表面具有导电性的预处理；
(c)化学镀铜在温度为45°C的环境下，将石墨粉与锌混合并加入适量醋酸及硫酸铝再搅拌均勻，再倒入浓度为^g/L的硫酸铜溶液，继续搅拌40min，之后将混合液用去离子水洗至中性，再将混合液倒入苯并三氮唑溶液中钝化，最后置于真空干燥箱中干燥以获得镀铜石墨粉；醋酸的加入量为lg/L。上述镀铜石墨粉的制备步骤中的步骤(b)预处理，依次包括如下步骤
:1粗化，将石墨粉置于硝酸溶液中煮沸20min，之后用水洗至中性后用真空抽滤机抽
去水分；硝酸的浓度为25ml/L ；
Φ敏化，将氯化亚锡加入盐酸溶液配制敏化液，氯化亚锡的浓度为25g/L，之后将经粗
化的石墨粉置于敏化液中煮沸8min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽去水分；
Φ活化，往硝酸银溶液中倒入氨水直到溶液澄清以制备活化液，再将石墨粉置于活化
液中在35°C搅拌15min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽干；硝酸银浓度为 3. 5g/L。实施例6 与实施例1或2或3的不同之处在于，制造铜基重载自润滑船用轴承的方法，依次包括如下步骤
(1)铝青铜合金的制备及镀铜石墨粉的制备；
(2)将镀铜石墨粉倒入熔融的铝青铜合金中进行搅拌，搅拌温度为1650°C，搅拌速度为 1300r/min ；
(3)将经步骤(2)合金溶液在真空下静置4.5min,静置温度为780°C ；
(4)浇铸形成铸态复合材料；
(5)将铸态材料进行热轧形成轧带先将铸态复合材料置于马弗炉中在450°C下均勻化4.证，然后在轧制，轧制速度为Sm/min，开轧的温度为430°C，终轧温度为380°C，最后在 330°C下退火1.2h，以形成轧带;
(6)将轧带与钢带进行复合轧制形成滑动轴承先将钢板进行酸洗再刷铁，将轧带刷铝，再将两者置于马弗炉中在480°C下保温0. 8h，然后在轧制温度为480°C下轧制复合，最后在360°C下退火1. 5h。步骤(1)中镀铜石墨粉的制备依次包括如下步骤
(a)表面处理将石墨粉放置于马弗炉在400°C下保温60min，之后置于空气中冷却；
(b)使石墨粉表面具有导电性的预处理；
(c)化学镀铜在温度为40°C的环境下，将石墨粉与锌混合并加入适量醋酸及硫酸铝再搅拌均勻，再倒入浓度为50g/L的硫酸铜溶液，继续搅拌35min，之后将混合液用去离子水洗至中性，再将混合液倒入苯并三氮唑溶液中钝化，最后置于真空干燥箱中干燥以获得镀铜石墨粉；醋酸的加入量为0. 9g/L。上述镀铜石墨粉的制备步骤中的步骤(b)预处理，依次包括如下步骤
::1:粗化，将石墨粉置于硝酸溶液中煮沸15min，之后用水洗至中性后用真空抽滤机抽
去水分；硝酸的浓度为23ml/L ；
2敏化，将氯化亚锡加入盐酸溶液配制敏化液，氯化亚锡的浓度为22g/L，之后将经粗
化的石墨粉置于敏化液中煮沸7min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽去水分；
Ι :活化，往硝酸银溶液中倒入氨水直到溶液澄清以制备活化液，再将石墨粉置于活化
液中在30°C搅拌12min，然后用去离子水洗至中性，再用真空抽滤设备抽干；硝酸银浓度为 3. 2g/L0下表为各实施例中滑动轴承的部分性能及参考的标准
1权利要求
1.一种铜基重载自润滑船用轴承，包括钢背及与钢背一体连接的减磨结构，其特征在于，所述减磨结构由如下重量份材料制备而成9-15份镀镍石墨、0. 1-0. 3份稀土， 90. 5-91. 5份铝青铜合金；所述铝青铜合金的组成如下72-90份铜，12. 8-13. 6份铝， 4. 6-7. 2份铁，小于0. 10份锰，6. 0-7. 4份镍，小于0. 05份铅，小于0. 5份的锌。
2.根据权利要求1所述的一种铜基重载自润滑船用轴承，其特征在于，所述稀土为铈或镧或镨或钕或其中两者的混合或其中三者的混合或此四者的混合。
3.根据权利要求2所述的一种铜基重载自润滑船用轴承，其特征在于，所述稀土由如下质量比的材料构成65-70%铈、28-35%镧、0. 5_1%钕、0. 5_1%镨。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种铜基重载自润滑船用轴承，其特征在于，所述镀镍石墨的重量份为13-15份。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种铜基重载自润滑船用轴承，其特征在于，所述铝青铜合金的组成如下:72-90份铜，13. 4-13. 5份铝，4. 6-7. 2份铁，小于0. 10份锰，6. 0-7. 4 份镍，小于0. 05份铅，小于0. 5份的锌。
6.一种制造权利要求1所述铜基重载自润滑船用轴承的方法，其特征在于，包括如下步骤(1)钢管的处理，依次包括如下步骤(a)在钢管的浇注面进行喷丸处理；(b)进行挂锡处理；(2)减磨材料的制备，依次包括如下步骤(a)将石墨粉置于熔融的镍液中，搅拌均勻，形成镀镍石墨粉；(b)将镀镍石墨粉倒入熔融的铝青铜合金中，搅拌均勻；(3)对钢管进行预热，之后在钢管上离心浇注减磨材料，形成半成品；(4)将步骤(3)形成的半成品进行热处理后精加工形成滑动轴承。
7.根据权利要求6所述的制造铜基重载自润滑船用轴承的方法，其特征在于，所述步骤(1)钢管的处理中的步骤(b)之后还包括挂锡镍合金的步骤。
8.根据权利要求6所述的制造铜基重载自润滑船用轴承的方法，其特征在于，所述铝青铜合金的制备依次包括如下步骤X依次将铅、锌、铝、镍、锰、铁置于坩锅中熔化后搅拌；I步骤I中的金属全部熔化时，压入铜，并升高温度至1600-1700°c，继续搅拌；.5保持搅拌，当铜完全熔化时加入稀土，当稀土全部熔化后，继续搅拌5-lOmin。
9.根据权利要求6所述的制造铜基重载自润滑船用轴承的方法，其特征在于，所述镀镍石墨粉中镍的含量为50-55%，其余为石墨粉。
全文摘要
本发明涉及滑动轴承的制备，特别是铜基重载自润滑船用轴承及制造方法。本发明是通过以下技术方案得以实现的铜基重载自润滑船用轴承，包括钢背及与钢背一体连接的减磨结构，所述减磨结构由如下重量份材料制备而成9-15份镀镍石墨、0.1-0.3份稀土，90.5-91.5份铝青铜合金；所述铝青铜合金的组成如下72-90份铜，12.8-13.6份铝，4.6-7.2份铁，小于0.10份锰，6.0-7.4份镍，小于0.05份铅，小于0.5份的锌。本发明具有较高的抗拉强度及较低的摩擦系数、较低的磨损率。
文档编号F16C33/10GK102537065SQ20121004208
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者张国强 申请人:杭州钱王机械有限公司