鋁—鉛曲軸軸承合金

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1、鋁—鉛曲軸軸承合金鋁—鉛曲軸軸承合金協(xié),,鋁一鉛曲軸軸承合金,.,薹一Pb1AI--Pb摹善蠢生產(chǎn)過(guò)程中,將利用合金偏析這種優(yōu)點(diǎn)使貧鉛;■.::三?’lrX:?區(qū)與鋼背粘接,那么富鉛區(qū)則在軸承表面,而在::,誓■}{i:機(jī)械加工之后,仍有6的存在于軸承表},::毒0;圖顯示了軸承合金在普通生產(chǎn)}÷’_:§

2、=√:’,::基墓PbAI--PbPb000Mn0耋一C01的加入可使對(duì)油酸的耐腐蝕能力增強(qiáng),而.,.暑::?j:’善錳,鎂和銅元素的加入可增強(qiáng)合金的抗疲勞性,0jjl拿:.軸承合金通常的化學(xué)成份是黷.0ij0}6.l:t.:?車’之;isi:

3、4.:;:霉sn:.5.?t:’=.j點(diǎn)0:,.3靠二j誓j::2:,毒u:.‘～…一…一～’金使用率在過(guò)去三年時(shí)間里從41～46增加到1989年的63,并且計(jì)劃到1991年使用率達(dá)到78),該合金對(duì)球墨鑄鐵曲軸有極好的耐磨性和抗咬合性,并有極好的鑲嵌性,抗腐蝕性和抗疲勞性然而.從冶金觀點(diǎn)分析,這種合金的結(jié)構(gòu)是不理想的,我們有理由相信,如果我們對(duì)合金結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),合金工作性能同樣能得到改善,改變合金結(jié)構(gòu)的特征是指改變臺(tái)金結(jié)構(gòu)中鉛的組織結(jié)構(gòu).AI—Pb舍金在普通生產(chǎn)狀態(tài),鑄態(tài)下鉛質(zhì)點(diǎn)相的分布尺寸比我們想要的冶金鉛質(zhì)點(diǎn)相尺寸寬,這種結(jié)果使A1一Pb臺(tái)

4、金中鉛相最終以1ram長(zhǎng)的形式排列分布.在A卜_Pb合金軋制到需要粘接厚度時(shí).合金中鉛質(zhì)點(diǎn)相首先變長(zhǎng),然后再進(jìn)行粘接處理.在進(jìn)行l(wèi)2次全拉伸試驗(yàn)后,可以找到癥勞裂紋擴(kuò)展路徑和帶狀鉛之問(wèn)的關(guān)系.鑄造合金鉛質(zhì)點(diǎn)的尺寸大小隨鉛含量的多少而變化,同樣合金的冷卻速率隨它的凝固溫度而變化.近年來(lái),我們已找到了一種高冷卻速度的鑄造工藝以適應(yīng)Al—Pb合金熔煉特性,以便達(dá)到改善合金中鉛質(zhì)點(diǎn)尺寸的目的.冶金方面表1顯示了AI—Pb鑄造合金鉛質(zhì)點(diǎn)尺寸受冷卻速度的影響,當(dāng)冷卻速度從20~40~0/秒增加劉200”C/秒,鉛質(zhì)點(diǎn)相的直徑減少到正常鑄造生產(chǎn)過(guò)程的1/5,而

5、其橫斷面區(qū)域鉛質(zhì)點(diǎn)相減少到原來(lái)的1/25.表1締造工藝對(duì)AJ—Pb澆鑄合盎尺寸和分布的影響.高冷卻速率澆鑄普通生產(chǎn)澆鑄冷卻時(shí)間<1秒5～10秒85O～650℃鉛含量wt一%上半部4.52.6下半部4.27.0鉛質(zhì)點(diǎn)尺寸范圍,prn上半部0.5—122.5—25下半部0.5—252.5—125鉛質(zhì)點(diǎn)平均尺寸m上半部2l2下半部525在粘接之后帶狀鉛長(zhǎng)度減少是很窖易明白的,在高速度冷卻下,生產(chǎn)的合金鉛質(zhì)點(diǎn)相呈短的條狀(<2m長(zhǎng)),這種相均勻分布在粘結(jié)層,從金相照片上看臺(tái)金幾乎沒(méi)有偏析(鑄態(tài)和在粘接之后),這點(diǎn)通過(guò)化學(xué)成份分析而被證實(shí).雖然

6、鉛質(zhì)尺寸在高速冷卻下合金的頂部和底部有一個(gè)小的區(qū)別,但兩部分鉛含量幾乎是相等的.表面特性在潤(rùn)滑劑存在但不是液體條件下,當(dāng)軸承合金對(duì)一種鋼或鑄鐵進(jìn)行磨擦?xí)r,軸承臺(tái)金的順應(yīng)性是衡量一種合金抵抗表面粗糙不平結(jié)合的能力,使用下面試驗(yàn)來(lái)評(píng)估鉛合金的順應(yīng)性,該試驗(yàn)用3組16X16ram的雙金屬鋼帶,在加載情況下臺(tái)金與球墨鑄鐵表面形成r的角度,該鑄鐵的加工方法類似于美國(guó)旅行轎車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的加工方法,當(dāng)夾具升高到一預(yù)定位置時(shí),增加的載荷直到扭矩傳遞到試樣夾具上,或者試驗(yàn)鋼背的溫度超過(guò)預(yù)定值,這些條件被列在表2中.35表2順應(yīng)性試驗(yàn)條件試驗(yàn)試樣l6×16mr~.雙

7、全J爵錒板試樣結(jié)構(gòu);在120”C溫度下,三塊試樣靠在一十直徑為70ram的圓周安裝.與表面夾角為1.粗糙度-肆墨鑄鐵表面粗糙度的值為0.20～0.12pmR.試驗(yàn)條件l2500rpm=9.Z’~/a.藪荷增加到最大1800N/rain在120”C溫度下.表面用20W20油滴精試驗(yàn)終點(diǎn)-扭矩超過(guò)IZN?m,或者錒肯溫度超過(guò)177℃.目前AI—Pb雙金屬鋼帶中為確定各向異:_?譬曩澆鑄合金進(jìn)有36驗(yàn)證試驗(yàn),但這些軸承合金應(yīng)該有理論的相應(yīng)金硬度.兩種狀態(tài)下的AI—Pb合金層硬度與其它鋁舍金層硬度的比較在表3中表3一軸承舍金層硬度臺(tái)盤層硬度HvAI—Sn

8、2o-_Cu14o__45Pl—Pbs～Si4一sn—Cu—Mn—Mg42—50普通生產(chǎn)狀態(tài)AI—Pb—Si4一SⅡ一Cu—Mn—Mg47—56高淬火速率狀態(tài)—cd3—Cu卜一Nn.58—62A1一SⅡ1—Cu172—85說(shuō)明除AI—sn2O～Cu1在冷軋狀態(tài)下.牯接后進(jìn)行退火處理,其余所有合金均勻熱軋粘舍,并且不退火處理因?yàn)镻b—sn—cu電鍍層與鋁一鉛合金結(jié)合減少了軟質(zhì)點(diǎn)相,當(dāng)Al—Pb合金表面有較硬Pb—sn—Cu鍍層時(shí).它的生產(chǎn)歷史很長(zhǎng).然而在高遵率狀態(tài)下的Al—Pb合金硬度相對(duì)較高,該特性可由順應(yīng)性試驗(yàn)結(jié)果得到,并且在沒(méi)有三元Pb—sn

9、—cu電鍍層時(shí)AI—Pb合金可進(jìn)行滿意的試驗(yàn),這個(gè)可由發(fā)動(dòng)機(jī)液壓承載能力試驗(yàn)證實(shí)嚴(yán)格控制軸承壁厚有利于減少軸承的磨損率,而發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的減