銅鉛合金作為廣泛應用的具有高承載能力的減摩耐磨軸瓦材料,其在大型重載機車、艦船、高速賽車的軸承中的地位至今是不可取代的。從20世紀初英國學者發(fā)明了銅鉛合金并成功應用在鐵路領域以來,英、美、德、日等國普遍采用效率高、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。國內目前沒有研發(fā)出具有自主產(chǎn)權的連續(xù)澆鑄銅鉛軸瓦生產(chǎn)線,并且對此工藝的研究存在較大欠缺,使用的銅鉛軸瓦基本依靠進口。為了給國內連續(xù)澆鑄工藝的發(fā)展提供可參考的經(jīng)驗,推動連續(xù)澆鑄銅鉛軸瓦生產(chǎn)線具有自主知識產(chǎn)權的研發(fā),本論文在項目支持下對此工藝進行較為全面、深入的研究,首次搭建了銅鉛軸瓦材料的連續(xù)澆鑄設備,并以CuPb22Sn2合金為實驗合金成分的標準,研究了連續(xù)澆鑄工藝參數(shù)對銅鉛軸瓦材料的組織及性能的影響規(guī)律,為國內暫時空白的連續(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,Pb與Cu熔點相差大,不互溶,因此Pb是以單質存在于銅基體上,起到良好的潤滑作用。Pb受連續(xù)澆鑄工藝參數(shù)的影響會以不同形貌分布在銅基體上,Sn含量為1.6%時,Pb以... 

【文章來源】：北京有色金屬研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１徑向滑動軸承結構??

?１緒論???１．２．４銅鉛合金的組織??對雙金屬軸瓦材料來說，合金層的組織影響著合金的力學性能，不同的組織對應的??性能也會有變化。由Ｃｕ＿Ｐｂ二元相圖（圖１．２）可知，銅的熔點為１０８３°Ｃ，鉛的熔點為??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，隨著??溫度降低到９５５°Ｃ發(fā)生偏晶反應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Ｌ２—ａ＋Ｐｂ，開始析出Ｐｂ相，??此時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，當軸瓦磨損??時，潤滑油會以油層形式存在于磨損的表面，形成可以保護合金材料的保護層，這樣可??以起到提高合金減摩性的作用，但鉛的存在同時也會降低材料的強度等機械性能，因此??在硬基體中加入軟質點的軸瓦合金中通常會加入少量硬質相使基體的強度不至于被降低。??因為銅鉛合金中的鉛溶點低且軟，即使在潤滑較差的條件下依然能夠提供一定的潤滑能??力，所以在高速發(fā)動機的軸承中使用較多。??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?抗拉強ｆ?結合強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?ＫＳ３０?１４．５?８．５?４５??１．３．１靜力澆鑄工藝??靜力饒鑄的工藝過程為鋼殼與鐵模經(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，在電爐內加熱到??１０００°Ｃ？１１００°Ｃ。為防止氧化，電爐內要鋪一層木碳。將加熱好的鑄型使?jié)部诔系胤??在澆鑄臺上，通過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。之后，用空氣和水冷卻。為使冷卻均勻，使燒鑄??臺和澆鑄好的毛坯一起旋轉，轉速為８？１０ｒ／ｍｉｎ。冷卻后，取下饒好的毛坯。??靜力澆鑄法所用的設備簡單，易于生產(chǎn)，但鉛偏析嚴重，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的鋼背上，金屬液經(jīng)過??快速冷卻后與鋼背牢固結合的工藝。常規(guī)離心鑄造工藝過程大致為：鋼背的機械加工一??堿洗、酸洗和清洗鋼背一預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??心鑄造設備分為立式和臥式，如圖１．５。??１２??

【參考文獻】：
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本文編號：3281386