一種高性能環(huán)保軸瓦的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能環(huán)保軸瓦，包括相對配合使用的上瓦片和下瓦片，上瓦片內(nèi)壁設(shè)有全油槽，上瓦片上設(shè)有偏置的花型橢圓油孔，花型橢圓油孔中性面與全油槽中性面重合；下瓦片內(nèi)壁靠近兩端對稱設(shè)置有短油槽，上瓦片和下瓦片相對應(yīng)端面上設(shè)有定位唇；上瓦片和下瓦片的內(nèi)壁上設(shè)有合金層，合金層自上瓦片和下瓦片的對口面至中央底部逐漸變厚，合金層外設(shè)有電鍍無鉛減摩層。本發(fā)明能防止因發(fā)動機性能提高所造成的軸瓦早期磨損，滿足軸瓦在裝配使用過程中的無鉛化，同時又在軸瓦制造過程中到達(dá)無鉛化的目的，其性能大幅提高，堅固耐用，同時又能減少摩擦，在其制造加工過程中以及裝配使用過程中實現(xiàn)環(huán)保無污染。
【專利說明】-種高性能環(huán)保軸瓦
[0001 ]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明設(shè)及軸瓦，尤其設(shè)及一種高性能環(huán)保軸瓦。
[0002]
【背景技術(shù)】： 軸瓦的作用是不但要能保護曲軸軸頸，而且在頻頻啟停時，當(dāng)軸瓦摩擦副處于邊界潤 滑或者混合潤滑狀態(tài)時，也能防止曲軸軸頸的早期磨損，從而保護曲軸的運轉(zhuǎn)可靠性。先進(jìn) 的發(fā)動機技術(shù)對軸瓦的要求越來越高;更加頻繁的啟動，啟?；蚧旌蟿恿Πl(fā)動機將導(dǎo)致軸 瓦的早期磨損。發(fā)動機爆發(fā)壓力的增加和發(fā)動機的輕量化，增加了軸瓦的載荷。低粘度機 油、粗糖化的曲軸表面，更高的溫度使得軸瓦早期磨損更加加劇。
[0003] 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的軸瓦，已不滿足內(nèi)燃機技術(shù)的發(fā)展要求。在環(huán)保法規(guī)和排放標(biāo)準(zhǔn)越來 越嚴(yán)格的今天，想要實現(xiàn)汽車內(nèi)燃機的環(huán)保問題，不僅是使用清潔能源和減少溫室氣體排 放，更重要是其使用的零部件W及零部件制造過程要需要達(dá)到更加環(huán)保的要求。傳統(tǒng)方式 所使用的含鉛元素的軸瓦材料及鍛層的，將被逐步淘汰。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 為了彌補現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明的目的是提供一種高性能環(huán)保軸瓦，既能防止 因發(fā)動機性能提高所造成的軸瓦早期磨損，又能滿足軸瓦在裝配使用過程中的無鉛化，同 時又在軸瓦制造過程中到達(dá)無鉛化的目的，其性能大幅提高，堅固耐用，同時又能減少摩 擦，在其制造加工過程中W及裝配使用過程中實現(xiàn)環(huán)保無污染。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，包括相對配合使用的上瓦片和下瓦片，所述的上瓦片內(nèi) 壁設(shè)有全油槽，上瓦片上設(shè)有偏置的花型楠圓油孔，花型楠圓油孔中性面與全油槽中性面 重合;所述的下瓦片內(nèi)壁靠近兩端對稱設(shè)置有短油槽，所述的上瓦片和下瓦片相對應(yīng)端面 上設(shè)有定位唇； 所述的上瓦片和下瓦片的內(nèi)壁上設(shè)有合金層，合金層自上瓦片和下瓦片的對口面至中 央底部逐漸變厚，合金層外設(shè)有電鍛無鉛減摩層。
[0006] 所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的全油槽和短油槽均為U型槽，U型槽的 兩側(cè)壁與槽底呈90°。
[0007] 所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的花型楠圓油孔包括在全油槽槽底開 設(shè)有的長油孔，長油孔中部開設(shè)有圓油孔，長油孔的長度尺寸等于圓油孔直徑尺寸的2~3 倍，圓油孔直徑等于長油孔寬度的1.5~3倍。
[000引所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的定位唇采用沖壓方式沿著上瓦片和 下瓦片對口平面向下沖壓成型，定位唇截面成=角形，定位唇?jīng)_壓端面低于上瓦片和下瓦 片對口平面，上瓦片和下瓦片對口平面至定位唇端面設(shè)有沖壓形成的開口槽。
[0009] 所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的合金層采用CuSnS化或CuSnl04Bi材 料的連續(xù)鑄造卷帶，當(dāng)采用CuSnSNi材料的連續(xù)鑄造卷帶時，成分含量為Sn: 7.0~9.0%，Ni : 0.7~1.3%，加：余量；當(dāng)采用加51110814材料的連續(xù)鑄造卷帶時，加51110481成分含量為 CuSnlOBi4 成分含量為 Sn:9~11%，81:3~5%，〇1:余量。
[0010] 所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的電鍛無鉛減摩層有內(nèi)向外依次為電 鍛儀柵層、內(nèi)層錫銅減磨層、外層錫銅減磨層，其中電鍛儀柵層厚度為1~姐m;內(nèi)層錫銅減磨 層厚度為^化111，按重量百分比計含銅量為9~11%;外層錫銅減磨層厚度為15~20WH，按重量 百分比計含銅量為1.8~3.5%。
[0011] 所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的上瓦片和下瓦片內(nèi)壁依次設(shè)有合金 層、電鍛無鉛減摩層后，在距離對口 20°處壁厚比中央底部厚度減薄0.005~0.015mm，對口處 壁厚比中央底部厚度減薄0.02~0.04mm。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是： 1、 本發(fā)明原材料合金層不含重金屬鉛元素，更加符合環(huán)保要求;該原材料為連續(xù)鑄造 的卷帶，合金成分的晶粒度更細(xì)，使用性能更高； 2、 本發(fā)明花型楠圓油孔可W在不影響承載面的情況下增加出油量； 3、 本發(fā)明直角U型油槽的設(shè)計，可W提高軸瓦的承載面積； 4、 本發(fā)明對口沖壓式定位既可W不破壞內(nèi)圓承載面的整體性，便于油膜的形成，同時 又可W增大對口結(jié)合面的面積，使其跟能承載更多的載荷； 5、 本發(fā)明逐漸減薄式壁厚可W使產(chǎn)品在裝配后，形成更合理的油膜間隙； 6、 本發(fā)明電鍛無鉛減摩層采用無鉛雙層錫銅鍛層，提高了減摩層硬度，加工和使用過 程中不含鉛元素，達(dá)到環(huán)保的同時提高了產(chǎn)品耐磨性能。
[001引【附圖說明】： 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖2為本發(fā)明上瓦片花型楠圓油孔、全油槽、定位唇的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖3為本發(fā)明下瓦片短油槽、定位唇的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖4為本發(fā)明全油槽或短油槽對口面處的截面圖。
[0017] 圖5為本發(fā)明電鍛無鉛減摩層的分層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖6為本發(fā)明無鉛材料和傳統(tǒng)銅合金材料疲勞強度對比圖。
[0019]
【具體實施方式】： 參見附圖： 高性能環(huán)保軸瓦，包括相對配合使用的上瓦片1和下瓦片2,上瓦片1內(nèi)壁設(shè)有全油槽3， 上瓦片1上設(shè)有偏置的花型楠圓油孔4,花型楠圓油孔4中性面與全油槽3中性面重合；下瓦 片2內(nèi)壁靠近兩端對稱設(shè)置有短油槽5,上瓦片1和下瓦片2相對應(yīng)端面上設(shè)有定位唇6; 上瓦片1和下瓦片2的內(nèi)壁上設(shè)有合金層7,合金層7自上瓦片1和下瓦片2的對口面至中 央底部逐漸變厚，合金層7外設(shè)有電鍛無鉛減摩層8。
[0020] 全油槽3和短油槽5均為U型槽，U型槽的兩側(cè)壁與槽底呈90°。
[0021] 花型楠圓油孔4包括在全油槽槽底開設(shè)有的長油孔4-1，長油孔4-1中部開設(shè)有圓 油孔4-2,長油孔4-1的長度尺寸等于圓油孔直徑尺寸的3倍，圓油孔4-2直徑等于長油孔寬 度的2倍。
[0022] 定位唇6采用沖壓方式沿著上瓦片1和下瓦片2對口平面向下沖壓成型，定位唇6截 面成=角形，定位唇6沖壓端面低于上瓦片和下瓦片對口平面，上瓦片1和下瓦片2對口平面 至定位唇端面設(shè)有沖壓形成的開口槽9。
[0023] 合金層7采用CuSnSNi或CuSnl04Bi材料的連續(xù)鑄造卷帶，當(dāng)采用CuSnSNi材料的連 續(xù)鑄造卷帶時，成分含量為Sn: 7.0~9.0%，Ni : 0.7~1.3，Cu:余量；當(dāng)采用CuSn 10Bi4材料的連 續(xù)鑄造卷帶時，CuSnl0Bi4成分含量為Sn: 9~11%，Bi : 3~5%，Cu:余量。
[0024] 電鍛無鉛減摩層8有內(nèi)向外依次為電鍛儀柵層8-1、內(nèi)層錫銅減磨層8-2、外層錫銅 減磨層8-3,其中電鍛儀柵層8-1厚度為1~3WI1;內(nèi)層錫銅減磨層8-2厚度為1~化m，按重量百 分比計含銅量為10%;外層錫銅減磨層8-3厚度為15~20曲1，按重量百分比計含銅量為3%。
[0025] 上瓦片1和下瓦片2內(nèi)壁依次設(shè)有合金層、電鍛無鉛減摩層后，在距離對口20°處壁 厚比中央底部厚度減薄0.005~0.015mm，對口處壁厚比中央底部厚度減薄0.02~0.04mm。
[0026] 具體分析如下： 1、合金層成分分析： 參見圖5,本發(fā)明所使用的合金層7位于上瓦片1和下瓦片2和電鍛無鉛減摩層8之間，合 金層7選用CuSnS化或CuSnl04Bi運兩種牌號的無鉛連續(xù)鑄造的卷帶。傳統(tǒng)的方式所使用的 銅基軸瓦原材料，最常用的是合金層牌號為化Pb24Sn或化化20Sn4運兩種，為了驗證本發(fā)明 所使用的無鉛合金層與傳統(tǒng)工藝中含鉛銅基合金層的優(yōu)勢及可靠性，做如下對比： 材料成分及硬度對比：
上表中，A和B為本發(fā)明所使用的無鉛合金材料，C和D均為傳統(tǒng)的含Pb銅基合金材料，從 上表中可W看出，本發(fā)明所使用的材料合金層均為不含重金屬元素饑，并且其硬度也高于 傳統(tǒng)含P時才料的硬度。合金材料中添加的化元素，其主要作用為增強材料的抗咬粘性，提高 其疲勞強度。本發(fā)明中使用的無鉛合金層中，不含鉛元素，為了驗證其對使用性能的影響， 我們進(jìn)行了疲勞強度的試驗，實驗條件為:轉(zhuǎn)速2680r/min，試驗采用梯級增載法，每級載荷 增量為5MPa，每級載荷下運轉(zhuǎn)3.12 X IO6循環(huán)，試驗獲得的對比圖6如下： 通過圖6中可W看出，本發(fā)明所使用的無鉛合金材料，其疲勞強度值與傳統(tǒng)的銅合金材 料相比，接近或優(yōu)于傳統(tǒng)材含鉛合金材質(zhì)。
[0027] 通過比對專利申請?zhí)?01010506167.7,該專利合金層牌號為化SnSInNi,其疲勞強 度試驗方法與本發(fā)明所使用的試驗方法略有不同，雖然其極限值也可W達(dá)到150MPa，但因 為其成分中含有In元素，制造成本更高，加工方法更加復(fù)雜。
[0028] 通過比對正申請專利號201410607907.4，該專利正在進(jìn)入實審狀態(tài)中，其合金層 牌號為化Ni2,該材料由于沒有Sn等較軟的元素，使軸瓦應(yīng)該具備的嵌藏性和順應(yīng)性較差。
[0029] 上述兩項發(fā)明或正在實審的專利，雖然也能做到成分中無Pb的效果，但是其制造 方法均為燒結(jié)而成，燒結(jié)片材在燒制過程中，必須要對鋼板先進(jìn)行打磨，運樣合金粉末鋪上 之后，勢必會在結(jié)合層產(chǎn)生大小不一的尖角毛刺，運些尖角毛刺為后期使用過程中的疲勞 源點。同時燒結(jié)片材會因為投料不均勻W及溫度不穩(wěn)定，會在合金層中產(chǎn)生氣孔，結(jié)合層也 會因為處理不當(dāng)而產(chǎn)生合金脫落。而本發(fā)明所使用的兩種合金材質(zhì)均為連續(xù)鑄造的卷帶。 原材料合金層不含重金屬鉛元素，更加符合環(huán)保要求；同時由于制造過程為連續(xù)鑄造的卷 帶，鋼板光潔，合金與鋼板的結(jié)合層更加平整緊密，同時連續(xù)鑄造的合金成分的晶粒度更 細(xì)，使用性能更高。
[0030] 2、花型楠圓孔： 參見圖2,本發(fā)明在上瓦片1 一個花型楠圓孔4,在內(nèi)燃機中，曲軸必須在流動潤滑中運 轉(zhuǎn)，而潤滑油由油累提供加壓到曲軸箱并傳遞到上主軸承蓋上，通過主軸承蓋上的孔與軸 瓦上片孔相連通。在供油的同時油孔又會將潤滑油帶回到油累中，產(chǎn)生循環(huán)，帶走熱量的同 時又能將潤滑油送到過濾系統(tǒng)。因此軸瓦上片油孔的大小和形狀設(shè)計至關(guān)重要，油孔過小 導(dǎo)致供油不足，使曲軸和軸瓦之間產(chǎn)生干摩擦引起缺油性質(zhì)的早期失效，極端情況下的高 溫導(dǎo)致軸承損壞。油孔過大，會使?jié)櫥托孤哆^快，壓力不夠，從而導(dǎo)致油膜不能正常形成。
[0031] 本發(fā)明所設(shè)計的花型楠圓油孔，其中花型楠圓油孔長度4-1的尺寸等于花型楠圓 油孔圓孔直徑的3倍，花型楠圓油孔圓孔直徑等于花型楠圓油孔寬度的2倍。常規(guī)油孔的設(shè) 計，均為簡單的增加圓形油孔直徑或者增加長條形油孔的長度來增大供油量，運種做法既 對鋼背外圓造成更大破壞性，又會使內(nèi)圓承載面面積的減少。
[0032] 本發(fā)明的運種花型楠圓油孔4的設(shè)計，能為曲軸提供合理的供油量，加工時只需一 次性沖壓加工而成，不會因為多次沖壓而對軸瓦合金層造成破壞而產(chǎn)生疲勞源點。為了驗 證油孔設(shè)計的合理性，我們通過裝配之后的壁厚磨損量W及重量變化，來驗證本發(fā)明產(chǎn)品 的磨損狀況，從而來證實其合理性。我們將本發(fā)明產(chǎn)品與傳統(tǒng)的圓形孔產(chǎn)品同時裝配在 G4700發(fā)動機上，其轉(zhuǎn)速為:6000轉(zhuǎn)，測試時間：50小時，15000000循環(huán)次數(shù)。測試結(jié)果如下 親.
根據(jù)測量結(jié)果可W看出，本發(fā)明的設(shè)計為曲軸提供了更穩(wěn)定的流體潤滑和防止干摩擦 的的形成，可W避免發(fā)動機因為大功率、高性能、高轉(zhuǎn)速和重型載荷而產(chǎn)生潤滑油不足。通 過本發(fā)明的花型楠圓油孔油流，更好的使主軸承和軸瓦之間潤滑條件的形成，增大了油孔 截面積，實現(xiàn)對發(fā)動機軸承更可靠的潤滑油，在提高了承載面積同時降低了磨損率。
[00削 3、全油槽、短油槽： 參見圖2、圖3,我們在受承載力較少的上瓦上設(shè)計一個全油槽3,在受承載力大的下瓦 上，設(shè)計一個短油槽5,運種設(shè)計，可W使上下兩片軸瓦在裝配使用時候，經(jīng)由上片油孔中流 出的潤滑油，可W平順的與下片進(jìn)行銜接過度，不會使?jié)櫥陀捎谂鲎捕a(chǎn)生的氣蝕及爆 震現(xiàn)象。
[0034] 參見圖4,將傳統(tǒng)油槽樣式由梯形改變?yōu)橹苯荱型。運樣一來，在不改變油槽底寬的 情況下，使軸瓦的內(nèi)圓承載面可W增加，從示意圖可W看出，增大的內(nèi)圓承載面，是由于將 梯形油槽改變成本發(fā)明的直角U型油槽而產(chǎn)生。由于油槽形狀的運種改變，油槽的儲油量勢 必會產(chǎn)生影響，為了消除運種影響，我們將油槽底厚變薄，其目的是用增加油槽深度的方式 來補償由于油槽形狀改變所減少的儲油量。
[0035] 選軸瓦中最常用的油槽尺寸來舉例說明：傳統(tǒng)油槽尺寸，其底寬為5mm，梯形油槽 的夾角為60°，當(dāng)油槽底厚為1.5mm，軸瓦壁厚為3. Omm時，油槽口部的寬度為6.73mm。此時如 果按照本發(fā)明所設(shè)計的直角U型油槽，油槽口部寬度應(yīng)與底部寬度均為5mm。此時我們通過 計算：（6.73-5.0)今6.73*100%=25.7%，由于油槽形狀的改變，此尺寸多出來的承載面增加 了 25.7%。本發(fā)明所提供的直角U形油槽，可W使軸瓦的承載面積增加，單位面積所受載荷降 低，油膜壓力分布更均勻，提高了軸瓦的耐磨性，增強了疲勞強度。
[0036] 4、定位唇： 本發(fā)明加工的定位，采用從對口面向下沖壓。運種方式可W使對口平面最大程度保持 完好。由于對口平面承載著軸瓦因裝配過盈傳導(dǎo)的壓力，而傳統(tǒng)的沖壓定位方式，會使對口 平面產(chǎn)生一段被沖壓的縫隙，導(dǎo)致兩對口平面的截面積相對減少。其次，對口沖壓式定位唇 由于沒有破壞內(nèi)圓承載面積，可W使軸瓦內(nèi)孔產(chǎn)生一個不間斷的油膜，不會造成由于傳統(tǒng) 沖壓方式形成的缺口造成潤滑油泄露。
[0037] 5、合金層厚度尺寸分析： 參見圖1，在本發(fā)明中，將軸瓦壁厚加工為逐漸均勻減薄樣式。運種設(shè)計便于油模形成， 可W使油膜達(dá)到一個穩(wěn)定的流體動力潤滑。減少軸承的振動和磨損，傳統(tǒng)加工中，壁厚均為 經(jīng)由底部到達(dá)20°范圍內(nèi)厚度一致。運種厚度方式，會導(dǎo)致軸瓦的載荷被限制在一個較小的 軸瓦表面積上，降低了油膜厚度的最大壓力點。此外運種方式會使軸瓦和軸承之間不能形 成一個均勻的間隙，不合理的油隙會導(dǎo)致不穩(wěn)定的流體動力潤滑及曲軸的振動。運樣會導(dǎo) 致軸瓦的早期疲勞和故障。在加工時候，我們將中央底部厚度作為整個軸瓦的最厚部位，距 對口 20°處壁厚比中央底部厚度減薄0.005~0.015mm，對口處壁厚E3比中央底部厚度減薄 0.02~0.04mm左右，通過運種方式可W使軸瓦存在一個逐漸減薄間隙，當(dāng)軸瓦在通過合理的 扭力裝配之后，能形成一個的圓整的封閉環(huán)，油膜間隙均勻合理。
[0038] 6、電鍛無鉛減摩層： 由于軸瓦既要承載重載荷，又要兼具保護曲軸的功能，運就要求軸瓦既要有高硬度的 合金層，同時在合金層表面需要一層較軟的電鍛減磨層。國內(nèi)傳統(tǒng)軸瓦使用的電鍛減磨層 絕大多數(shù)為為化Sn化運種=元減磨層。運種含鉛鍛層由于化的存在，使軸瓦的磨合性能、嵌 藏性、順應(yīng)性、抗咬粘性等良好，其弊端在于使軸瓦在磨損、腐蝕、穴蝕、疲勞等方面的失效 現(xiàn)象增加，降低了軸瓦的使用壽命，同時在環(huán)保日益嚴(yán)峻的今天，Pb污染使其逐漸被淘汰。
[0039] 本發(fā)明的無鉛電鍛減磨層，采用無鉛雙層錫銅電鍛層，其結(jié)構(gòu)順序由內(nèi)向外依次 為合金層7,在合金層7先電鍛厚度為^3皿的儀柵層8-1，然后再電鍛內(nèi)層錫銅減磨層8-2和 外層錫銅減磨層8-3。
[0040] 同傳統(tǒng)的化Sn化=元電鍛層一樣，無鉛雙層錫銅電鍛層與儀柵層之間要有一層防 擴散層，來阻止銅的擴散，W免降低軸瓦的耐磨性和抗疲勞性。按照此思路，當(dāng)SnCu鍛層在 運轉(zhuǎn)中受熱時，鍛層中的銅元素會向儀柵層中擴散。為了防止銅的擴散而影響鍛層性能，必 須要使銅的擴散達(dá)到最小。
[0041] 因此本發(fā)明在電鍛減磨層的過程中，采用雙層錫銅鍛層的結(jié)構(gòu):在靠近合金層7的 內(nèi)層錫銅減磨層8-1中提高含銅量，在靠近曲軸的外層錫銅減磨層8-3中降低了銅含量，使 外層錫銅減磨層3-3的成分和結(jié)構(gòu)滿足了鍛層表面所要求的性能，內(nèi)層層錫銅減磨層8-2高 含銅量可W阻止外層中的銅向內(nèi)層擴單擴散，從而使表層始終保持Sn化鍛層本身的優(yōu)良性 能. 為了甄選出內(nèi)層錫銅減磨層8-2中銅的具體含量，我們測試不同銅含量的鍛層，加熱到 130°后觀察其顯微結(jié)構(gòu)，通過比對最終選定內(nèi)層錫銅減磨層中銅的含量為10%。
[0042] 為了確定外層錫銅減磨層8-3中的銅含量，我們采用咬粘咬試驗來進(jìn)行篩選。我們 選用軸瓦尺寸為化O X寬B20 X eTl. 5，轉(zhuǎn)速為3600R/min，潤滑油入口溫度100°C，軸頸粗糖 度為RzO.8。載荷每次遞增5MPa。當(dāng)瓦背溫度超過200°C或扭矩達(dá)到預(yù)定極限值，則說明軸瓦 出現(xiàn)咬粘，通過實驗確定含銅量為2%，將其厚度設(shè)定為1~3皿。通過含銅量與硬度、抗拉強 度、延伸率的關(guān)系，最終選定合理的含銅量應(yīng)為1.5%~3.0%之間，將其厚度設(shè)定為15~20皿。
[0043] 模擬軸瓦使用環(huán)境并用X射線顯微分析儀，來試驗鍛層隨溫度變化的情況，當(dāng)錫銅 鍛層130°C的溫度下運行1000 h后，銅損失約50%，而雙層錫銅鍛層的銅損失量則低很多，至 少能保持原有含銅量的70%。因此我們確定了內(nèi)層含銅量10%和外層含銅量為3%的雙層鍛層 結(jié)構(gòu)，當(dāng)該結(jié)構(gòu)在使用過程中，由于熱擴散原理，使外層耐磨表面的銅含量保持在2%左右。 運樣可W保持其原有的抗咬粘性能、耐磨和抗疲勞等性能。
[0044] 最后對雙層結(jié)構(gòu)鍛層進(jìn)行疲勞試驗、磨損試驗、穴蝕和腐蝕試驗，實驗表明本發(fā)明 的無鉛雙層錫銅結(jié)構(gòu)的抗疲勞性與傳統(tǒng)的PbSnCuS元電鍛層無差異，耐磨性能提高了 2倍 W上，抗穴蝕能力增加了 30倍W上，抗腐蝕能力的提高，在1000 h后達(dá)到8倍隨時間延長后續(xù) 還會增加。
[0045] 本發(fā)明的雙層錫銅鍛層與傳統(tǒng)的PbSnCuS元電鍛層鍛層相比，具有更好的耐磨 性、抗腐蝕、抗穴蝕性能，并且其抗疲勞和抗咬粘性能沒有降低。雙鍛層能有效阻止銅的熱 擴散，防止由于顆粒磨損腐蝕疲勞和穴蝕引起的鍛層損傷，提高了軸瓦的使用壽命。
[0046] 申請?zhí)?01020217382.0硬錫鍛層軸瓦，減摩層由錫銅合金鍛層和純錫鍛層構(gòu) 成，錫銅合金鍛層電鍛在儀柵層上，純錫鍛層電鍛在錫銅合金鍛層上。錫銅合金鍛層按重量 百分比計由錫85~98%，其余為銅的二元合金構(gòu)成，純錫鍛層按重量百分比計由100%的 錫構(gòu)成，錫銅合金鍛層的厚度為3~扣m，純錫鍛層的厚度為3~扣m，儀柵層的厚度為1~3WI1。 該專利雖然也為錫銅鍛層結(jié)構(gòu)的減磨層，但其只是單層錫銅結(jié)構(gòu)，其弊端在于受熱后，銅元 素會向儀柵層擴散，導(dǎo)致銅含量降低，同時該專利所描述的錫銅合金二元合金減磨層只有3 ~扣m的厚度，按照電鍛減磨層厚度為0.01~0.05mm的要求，其減磨層厚度太薄達(dá)不到電鍛層 應(yīng)有的功能。
[0047] 申請?zhí)?01020217383.5雙硬錫鍛層軸瓦，第一錫銅合金鍛層按重量百分比計由 錫85~95%，第二錫銅合金鍛層按重量百分比計由錫85~98%，第一錫銅合金鍛層的厚 度為3~扣m，第二錫銅合金鍛層的厚度為5~祉m，純錫鍛層的厚度為3~扣m。儀柵層的厚度 為^3皿。該專利雖然也有雙層錫銅二元合金結(jié)構(gòu)，但其弊端是該專利的第一錫銅合金鍛層 和第二錫銅合金鍛層的含量幾乎沒有明顯差別，該專利同樣忽略了錫銅合金鍛層受熱后的 銅擴散問題，雙層銅鉛合金未能有效起到阻止擴散的作用。
【主權(quán)項】
1. 一種高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，包括相對配合使用的上瓦片和下瓦片，所述的上 瓦片內(nèi)壁設(shè)有全油槽，上瓦片上設(shè)有偏置的花型橢圓油孔，花型橢圓油孔中性面與全油槽 中性面重合;所述的下瓦片內(nèi)壁靠近兩端對稱設(shè)置有短油槽，所述的上瓦片和下瓦片相對 應(yīng)端面上設(shè)有定位唇； 所述的上瓦片和下瓦片的內(nèi)壁上設(shè)有合金層，合金層自上瓦片和下瓦片的對口面至中 央底部逐漸變厚，合金層外設(shè)有電鍍無鉛減摩層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的全油槽和短油槽均為U 型槽，U型槽的兩側(cè)壁與槽底呈90°。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的花型橢圓油孔包括在全 油槽槽底開設(shè)有的長油孔，長油孔中部開設(shè)有圓油孔，長油孔的長度尺寸等于圓油孔直徑 尺寸的2~3倍，圓油孔直徑等于長油孔寬度的1.5~3倍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的定位唇采用沖壓方式沿 著上瓦片和下瓦片對口平面向下沖壓成型，定位唇截面成三角形，定位唇?jīng)_壓端面低于上 瓦片和下瓦片對口平面，上瓦片和下瓦片對口平面至定位唇端面設(shè)有沖壓形成的開口槽。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的合金層采用CuSnSNi或 CuSnlOBi4材料的連續(xù)鑄造卷帶，當(dāng)采用CuSn8Ni材料的連續(xù)鑄造卷帶時，成分含量為Sn: 7.0~9.0%，Ni :0.7~1.3%，Cu:余量；當(dāng)采用CuSnlOBi4材料的連續(xù)鑄造卷帶時，CuSnlOBi4成 分含量為Sn:9~11%，8丨 ：3~5%，〇1:余量。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的電鍍無鉛減摩層有內(nèi)向 外依次為電鍍鎳柵層、內(nèi)層錫銅減磨層、外層錫銅減磨層，其中電鍍鎳柵層厚度為1~3μπι;內(nèi) 層錫銅減磨層厚度為1~3μπι，按重量百分比計含銅量為9~11%;外層錫銅減磨層厚度為15~20 μπι，按重量百分比計含銅量為1.8~3.5%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能環(huán)保軸瓦，其特征在于，所述的上瓦片和下瓦片內(nèi)壁依 次設(shè)有合金層、電鍍無鉛減摩層后，在距離對口 20°處壁厚比中央底部厚度減薄0.005~ 0.015mm，對口處壁厚比中央底部厚度減薄0.02~0.04mm。
【文檔編號】F16C33/10GK106015338SQ201610546811
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】胡曉文
【申請人】蕪湖美達(dá)機電實業(yè)有限公司