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滑動軸承減摩層的電鍍新工藝(1)
來源:海力軸承網(wǎng) 時間:2013-06-21
[摘要]用正交實驗法調(diào)查了滑動軸承(又稱軸瓦)減摩層電鍍液中有關成份的含量及工藝參數(shù)對鍍層功能的影響；使該電鍍工藝得到了進一步優(yōu)化；明顯進步了鍍層質量；滿意了主機廠新機型對滑動軸承質量的需求.
1 前語
在內(nèi)燃機中運用的滑動軸承(又稱軸瓦)是易損的要害零件.機械加工結束后；通常在其內(nèi)外表的基體上先電鍍1~3μm厚的鎳(Ni)柵阻擋層[1~2]；繼之電鍍15~30μm厚的鉛錫銅(PbSnCu)三元合金減摩層[3~24]；結尾在悉數(shù)外表上電鍍1~2μm厚的錫(Sn)或鉛錫(PbSn)合金防護層[2].
在軸瓦的內(nèi)外表供給減摩層的意圖是為了進步軸瓦的減摩性、耐磨性、耐蝕性、鑲嵌性、順應性、磨合性、抗咬合性、抗疲勞強度、抗壓強度、承載才能等；然后進步其作業(yè)功能；延伸運用壽命；結尾確保主機的高功能運轉.
通常依據(jù)運用需求挑選鍍層品種.小型發(fā)動機的軸瓦通常運用PbSn6~20二元合金[12~13、16~17、22]；也有運用鉛銅(PbCu)、鉛銀(PbAg)二元合金的.跟著時刻的推移和科學技術的開展；關于大、中型柴油機、內(nèi)燃機上運用的軸瓦；需求具有負載才能大、運用壽命長；且應具有杰出的潤滑性、耐蝕性、耐磨性等功能.實踐證明；在傳統(tǒng)的鉛錫(PbSn6~20)二元合金減磨鍍層中參加少數(shù)的第三組分元素銅(Cu)就能夠明顯改善鍍層功能[3、10、20].當鉛錫(PbSn6~20)二元合金鍍層中參加2~3%的銅時；一方面因為銅與錫具有必定的親合勢；在必定程度上按捺了錫向面料(即基體)分散；有利于確保鍍層中錫含量及其金相布局的安穩(wěn)，另一方面；因為參加了銅后；鍍層的硬度從本來的HV8~10進步到HV13~15；大大改善了鍍層的耐磨性和抗疲勞強度等；然后明顯進步了軸瓦的負載才能；運用壽命大幅度延伸.
若在面料金屬上直接電鍍減摩鍍層；則鍍層中的錫簡單向面料分散；使得軸瓦在作業(yè)一段時刻后；鍍層內(nèi)的錫含量下降到小于6%(質量).而且無論是銅基合金面料仍是鋁基合金面料；其中都富含必定量的銅；分散到面料中的錫能與銅生成脆性大的金屬間化合物(Cu3Sn).這樣不只使鍍層的機械功能下降；而且破壞了面料的布局；至使軸瓦的全體機械功能下降.處理該難題的方法是在面料資料與減摩底層之間電鍍一層鎳或鎳基合金阻擋層(又稱柵層或阻擋層)；以按捺錫向面料分散[1~2].
錫或鉛錫合金防護層除了具有必定的防腐蝕效果外；在軸瓦作業(yè)時間還能夠分散的方法彌補減摩層中的錫的含量；使其各成分的含量處于相對安穩(wěn)的狀況.別的；因為這層防護層不含銅；相對較軟；因而軸瓦在作業(yè)的初期就能到達杰出的磨合需求.
本文首要調(diào)查軸瓦減摩層的電鍍工藝.
2 開展進程
減摩鍍層在國外的研討起步較早.1920年由格羅奧夫(J。Grooff)提出了電鍍鉛錫合金的榜首個專利；并用于水兵魚雷儲氣瓶的內(nèi)外表電鍍；到二十世紀四十年代開端用于軸瓦的電鍍.1952年舒爾茨(Schults)提出了在鋁及鋁硅(AlSi)合金基體上電鍍鉛錫銅三元合金的專利.1953年舍夫(Schoefe)曾宣布軸瓦運用鉛錫銅合金的總述.1976年；Jong Sang Kim；Su ιι Pyun and Hyo Geun Lee宣布了“鉛錫銅電鍍層的晶面取向及微觀描摹”的論文[7].1980年畢比(Beebe)提出含銅2~3%(質量)、錫9~12%(質量)；其他為銅的三元合金電鍍出產(chǎn)工藝流程；鍍層厚度為15μm.1982年沃特曼(Waterman)等人就三元合金電鍍液中銅離子(Cu2+)的置換難題提出了處理的方法.
國內(nèi)關于減摩合金鍍層的研討和使用起步較晚.1960年頭；武漢資料保研討所與海陵榜首配件廠首要研發(fā)并用于出產(chǎn)的電刷鍍鉛錫合金工藝已用于快艇發(fā)動機的電鍍.二十世紀七十年代中期；上海合金軸瓦廠及上海東造船廠對軸瓦電鍍銅錫合金工藝者了較具體的研討[12~13].1985年；哈爾濱工業(yè)大學電化學教研室與中國船舶工業(yè)總公司四六六廠共同研討了鉛青銅滑動軸承上電鍍鉛錫銅三元合金減摩層的工藝；并已用于出產(chǎn).1989年；Dusanka Radoric宣布了“在氟硼酸鹽鍍液中以氫醌(對一苯二酚)為添加劑的鉛錫合金電鍍”的論文16.十十世紀末；南通軸瓦廠的范家華、姜志東21、24；武漢資料保研討所的曾良宇、楊先桂、王會文8、17；廣西桂林內(nèi)燃機配件廠的秦勝毅9；戚墅堰機車車輛工藝研討所薛伯生20等對減摩層的電鍍工藝從不一樣的方面先后進行過不一樣程度的研討；為該工藝在出產(chǎn)使用中的進一步完善奠定了必定的根底.
3 難題的提出
我廠的鉛錫銅三元合金減摩鍍層的電鍍工藝屬國內(nèi)首創(chuàng)；多年來為我國主機配件商場供給了很多軸瓦.這些年；我廠軸瓦產(chǎn)物定貨量逐年上升；而且有些軸瓦產(chǎn)物已打入世界市.哂幸歡康某隹.這充分體現(xiàn)了我廠的軸瓦產(chǎn)物在劇烈的商場競賽中具有適當強的實力.
自1989年到1991年時間；經(jīng)過咱們的艱苦盡力、重復實驗；已從根本上處理了軸瓦鍍層起泡、脫皮等附著強度差的喪命缺點難題，消除了基體遭受批量性嚴肅腐蝕的毛病，克服了批量性壁厚超差；進步了工序才能，廢品損失率一向很低；一次交檢合格品率逐年進步.
但是；鍍層粗糙、結瘤、花斑、凹坑、氣流條紋等缺點還時有發(fā)生；有時還呈現(xiàn)陰極電流密度(DK)達不到工藝規(guī)模的表象.
減摩鍍層的上述缺點直接影響軸瓦產(chǎn)物質量.跟著主機廠機型的不斷更新?lián)Q代、進口機型的國產(chǎn)化及商場競賽的日趨劇烈；用戶對軸瓦產(chǎn)物質量的需求越來越高.商場的競賽從根本上說就是產(chǎn)物質量的競賽.在用戶對產(chǎn)物質量指標需求日益進步的局勢下；咱們面臨著改善軸瓦電鍍工藝、進一步進步軸瓦產(chǎn)物質量這一新課題的嚴肅應戰(zhàn).
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