銅鉛合金作為廣泛應(yīng)用的具有高承載能力的減摩耐磨軸瓦材料,其在大型重載機(jī)車(chē)、艦船、高速賽車(chē)的軸承中的地位至今是不可取代的。從20世紀(jì)初英國(guó)學(xué)者發(fā)明了銅鉛合金并成功應(yīng)用在鐵路領(lǐng)域以來(lái),英、美、德、日等國(guó)普遍采用效率高、成本低的連續(xù)澆鑄工藝生產(chǎn)重載軸承銅鉛軸瓦,是目前最合適的生產(chǎn)重載銅鉛軸瓦的工藝。國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有研發(fā)出具有自主產(chǎn)權(quán)的連續(xù)澆鑄銅鉛軸瓦生產(chǎn)線,并且對(duì)此工藝的研究存在較大欠缺,使用的銅鉛軸瓦基本依靠進(jìn)口。為了給國(guó)內(nèi)連續(xù)澆鑄工藝的發(fā)展提供可參考的經(jīng)驗(yàn),推動(dòng)連續(xù)澆鑄銅鉛軸瓦生產(chǎn)線具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研發(fā),本論文在項(xiàng)目支持下對(duì)此工藝進(jìn)行較為全面、深入的研究,首次搭建了銅鉛軸瓦材料的連續(xù)澆鑄設(shè)備,并以CuPb22Sn2合金為實(shí)驗(yàn)合金成分的標(biāo)準(zhǔn),研究了連續(xù)澆鑄工藝參數(shù)對(duì)銅鉛軸瓦材料的組織及性能的影響規(guī)律,為國(guó)內(nèi)暫時(shí)空白的連續(xù)澆鑄工藝研究提供一些參考。論文得到的主要結(jié)論如下:銅鉛合金室溫下的組織為α銅基體+（α+β）共析體+Pb單質(zhì),Pb與Cu熔點(diǎn)相差大,不互溶,因此Pb是以單質(zhì)存在于銅基體上,起到良好的潤(rùn)滑作用。Pb受連續(xù)澆鑄工藝參數(shù)的影響會(huì)以不同形貌分布在銅基體上,Sn含量為1.6%時(shí),Pb以... 

【文章來(lái)源】：北京有色金屬研究總院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１徑向滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)??

?１緒論???１．２．４銅鉛合金的組織??對(duì)雙金屬軸瓦材料來(lái)說(shuō)，合金層的組織影響著合金的力學(xué)性能，不同的組織對(duì)應(yīng)的??性能也會(huì)有變化。由Ｃｕ＿Ｐｂ二元相圖（圖１．２）可知，銅的熔點(diǎn)為１０８３°Ｃ，鉛的熔點(diǎn)為??３２７．５°Ｃ，鉛幾乎不溶于銅，銅鉛二元合金為偏晶型合金，鉛含量為３６％以下時(shí)，隨著??溫度降低到９５５°Ｃ發(fā)生偏晶反應(yīng)Ｕ—ａ＋Ｌ２，從銅鉛合金液中析出ａ銅相，在９５５°Ｃ￣３２６°Ｃ??之間，富鉛的Ｌ２相不斷析出ａ相，在３２６°Ｃ發(fā)生共晶反應(yīng)Ｌ２—ａ＋Ｐｂ，開(kāi)始析出Ｐｂ相，??此時(shí)ａ相可以看作是純銅，因此常溫下銅鉛合金的組織為ａ銅晶體及填滿(mǎn)銅枝晶間隙的??Ｐｂ。銅基體里有以自由態(tài)存在的鉛金屬，由于鉛相較柔軟且易受摩擦損耗，當(dāng)軸瓦磨損??時(shí)，潤(rùn)滑油會(huì)以油層形式存在于磨損的表面，形成可以保護(hù)合金材料的保護(hù)層，這樣可??以起到提高合金減摩性的作用，但鉛的存在同時(shí)也會(huì)降低材料的強(qiáng)度等機(jī)械性能，因此??在硬基體中加入軟質(zhì)點(diǎn)的軸瓦合金中通常會(huì)加入少量硬質(zhì)相使基體的強(qiáng)度不至于被降低。??因?yàn)殂~鉛合金中的鉛溶點(diǎn)低且軟，即使在潤(rùn)滑較差的條件下依然能夠提供一定的潤(rùn)滑能??力，所以在高速發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承中使用較多。??１０８９．５°??１１００?ｐ－?????１——１????Ｌｌ?Ｌ｜＋?卜?９９ｐ?？６３?Ｌ２??１?￣上?＆??３６?９５５°?Ｈ??９００?－－＞??—?＾＿?一—ｆ??＼??８００??????—ｒ??ｐ?７〇〇?ｆＨ??—Ｈ??狀?ａ?＋?Ｌ?３?Ｉ??｜?６００?－?￣??＾??！??５００?——?????—??

?１緒論???表１．３幾種工藝制造出的銅鉛合金性能［５０］??生產(chǎn)方法?牌號(hào)?抗拉強(qiáng)ｆ?結(jié)合強(qiáng)ｆ?釀（ＨＶ）??（ｋｇｆ／ｍｍ＇）?（ｋｇｆｍｍ２）??離心鑄造?ＫＣ３０?１２?６＾５?３３￣??帶形連續(xù)澆鑄?Ｆ１４?１５?＞１２?３６??帶形燒結(jié)?ＫＳ３０?１４．５?８．５?４５??１．３．１靜力澆鑄工藝??靜力饒鑄的工藝過(guò)程為鋼殼與鐵模經(jīng)堿洗脫脂、酸洗除銹和清洗后，在它們的表面??涂上溶劑（硼砂水溶液），然后把它們按圖１．４所示裝配起來(lái)，在電爐內(nèi)加熱到??１０００°Ｃ？１１００°Ｃ。為防止氧化，電爐內(nèi)要鋪一層木碳。將加熱好的鑄型使?jié)部诔系胤??在澆鑄臺(tái)上，通過(guò)饒口將熔化好的合金注入。饒鑄后，靜置５？７ｓ，以使氣體逸出和使氧??化物或其他的非金屬夾雜物漂浮起來(lái)。之后，用空氣和水冷卻。為使冷卻均勻，使燒鑄??臺(tái)和澆鑄好的毛坯一起旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為８？１０ｒ／ｍｉｎ。冷卻后，取下饒好的毛坯。??靜力澆鑄法所用的設(shè)備簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)，但鉛偏析嚴(yán)重，生產(chǎn)效率低，適用于厚壁、??大直徑軸承的單件小批量生產(chǎn)。??ｄ向??２?，??！丄＿??圖１．４鋼殼與鐵模裝配圖Ｍ??１－鋼殼；２－鐵模??１．３．２離心鑄紅藝??離心鑄造法是利用離心力將熔融的銅或銅合金液附著在旋轉(zhuǎn)的鋼背上，金屬液經(jīng)過(guò)??快速冷卻后與鋼背牢固結(jié)合的工藝。常規(guī)離心鑄造工藝過(guò)程大致為：鋼背的機(jī)械加工一??堿洗、酸洗和清洗鋼背一預(yù)熱鋼背一掛硼砂一熔煉銅鉛合金一離心澆鑄一快速冷卻。離??心鑄造設(shè)備分為立式和臥式，如圖１．５。??１２??

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本文編號(hào)：3281386