影响20高锡钢双金属材料粘结强度因素探讨

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1、影响20高锡/钢双金属材料粘结强度因素探讨娄兆云（上海核威实业有限公司,上海201615）摘要：对影响20高锡/钢双金属材料粘结强度的几个主要因素进行了初步探讨，得出钢板、20高锡合金板的表面处理、钢板的变形量、钢板/20高锡合金板的原始厚度比、轧机的线速度、润滑油使用情况及成品退火均对粘结强度产生一定的影响。并提出了合理的控制方法，在实际生产中加以应用，能有效地提高粘结强度和产品质量。关键词：20高锡/钢；双金属材料；粘结强度；因素StudyofFactorsInfluencingAdhesiveStreng

2、thofAlSn20Cu/SteelBimetalLOUZhao-yun(ShanghaiHeweiIndustriesCo.,Ltd.,Shanghai201615,China)Abstract:Afterapreliminarystudyofthecaptionedfactors,wehavefoundoutthatsurfacetreatmentofbothmetals,distortionofsteelplate,thicknessratiobetweenthetwometals,linearspeed

3、oftherollingline,lubricantusedandthefinalannealingallinfluencetheadhesivestrengthbetweenthemetals.Asuitablemethodisproposedtocontroltheinfluencingfactorssoastoincreasethestrength.Keywords:AlSn20Cu/steel;bimetal;adhesivestrength;influencingfactors0前言上世纪50年代前，

4、国内外滑动轴瓦材料主要是采用巴氏合金、铜铅合金和整体铝合金轴承。巴氏合金因疲劳强度低而不适用；铜铅材料由于价格昂贵和环境保护而发展潜力降低；前苏联、德国、日本先后研制并采用过的整体铝合金轴承同样由于线膨胀系数高、强度低、硬度高、顺应性和嵌入性差而不适用。随着发动机日益向高速和高增压强化方向发展，一种新型的复合材料——20高锡/钢复合材料逐步取代了巴氏合金、铜铅合金和整体轴承，它具有较高的疲劳强度、良好的相容性、嵌入性和耐蚀性。我国于1964年开始生产20高锡/钢双金属材料，上海东风有色合金厂于1983年引进了英

5、国格来西亚20高锡/钢双金属复合材料的全套先进生产工艺。经过几十年的发展，20高锡/钢双金属复合生产工艺日趋成熟，全国每年的产量达20000多t。20高锡/钢双金属复合材料要发挥其固有的优良性能，合金层的金相组织和合金层与钢层之间的粘结强度是材料的两大关键。本文系作者在总结从事铝基复合材料生产多年的经验基础上，试图对影响20高锡/钢双金属复合材料粘结强度的因素作一粗浅的探讨。收稿日期：2008-12-24作者简介：娄兆云（1965—），男，浙江省人，工程师，主要从事铝合金熔炼、轧制及与钢板复合工艺的研究。Tel

6、：13795272239，E-mail：hwlzy08@163.com。1生产原理20高锡与钢背的结合采用复合轧制法，其生产工艺流程如图1：20高锡合金纯铝低碳钢板（SPHC）下料刷光落断熔化浇铸酸洗铸锭铣面校平砂带抛光包铝复合轧制冷轧退火滚边、冷轧落断、校平清洗打毛复合轧制退火20高锡/钢双金属材料成品图120高锡/钢双金属材料生产工艺流程从材料的生产工艺可知，20高锡合金板在与SPHC钢板复合前处于冷加工状态,复合后该材料具有4层结构第一层（基层）钢板；第二层（过渡层）纯铝；第三层（耐磨层）20高锡合金层；

7、第四层（外表层）纯铝。第二层、第三层和第四层统称20高锡合金层。对粘结强度有影响的工序主要是20高锡合金板与钢板的复合工序，主要剥离界面为第一层与第二层。2影响粘结强度的因素2.1表面处理目前，国内大多数铝基双金属材料厂家的钢板抛光，均采用砂带抛光机进行连续的砂带抛光，铝合金板采用钢丝刷光机单面刷光。经抛光处理后的钢板表面粗糙，且露出新鲜的银白色金属光泽，铝合金面新鲜呈银白色，在正确的操作程序下能够满足粘结强度τb≥60N/㎜2的要求。但下列几种情况，会影响粘结强度：⑴钢板、铝合金板抛光后长时间裸露于空气中。据

8、有关资料报道,钢板的新鲜表面裸露在空气中10h，其表面就会生成30μm的氧化层。而铝合金表面经打毛处理后，其新鲜表面更易吸潮和生成氧化膜。在复合轧制过程中，一部分能量就必须消耗在使铁、铝氧化膜破裂上，同时在接触界面上残留了铁和铝的氧化夹杂物，进而影响粘结强度，见图2。实践证明，钢板、20高锡合金板抛光后，在空气中的搁置时间不宜超过1h。这种现抛现复的抛光工艺，能保证复合界面的粘结强度。