铝基合金轴承材料的轧制分析及应用.pdf

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1、内燃机与配件2011年第7期铝基合金轴承材料的轧制分析及应用RollingAnalysis＆ApplicationofAluminumMatrixAlloyBearingMaterial王保海(石家庄金刚内燃机零部件集团有限公司)1铝基合金轴承材料简述：3、除了控制铝合金板材和成品钢板本身的加工质量外，铝基合金轴承材料质量好坏的关键是铝合铝基合金轴承材料，一般有”钢背一铝基合金”二层结构(图1．钢背一铝基合金金相图)。铝基合金的厚金板材和钢板在轧制后是否紧密结合，是否有足够度一般为0．2—0．5mm，合金材料一般采用高锡、中锡的结合强度，

2、以保证其在机械冲击剪切作用和热应力双重作用下不会脱壳。或低锡铝合金，钢背通常采用O8或1O号钢。铝基合金材料优点是耐疲劳性好。由于合金表面有一层氧3~L$1J过程中的金属变形化膜，耐腐蚀性能和减磨性能都优于铜基合金；缺点1、在轧制过程中轧件的高度方向承受轧辊压缩作用，压缩下来的体积，将按照最小阻力法则沿着纵向及横向移动由于轧制变形区受纵向摩擦阻力Fl和横向摩擦阻力F3的作用，变形区大致可分为四个部分。压缩下来的体积沿着纵向移动产生前滑(EFDB区域)和后滑(ACFE区域)，横向移动产生宽展(ABE和CDF区域)。金属纵向延伸要大于横向宽展

3、。秘王嚣图1．钢背一铝基台金金相图是因轧制水平差造成合金材料质量不稳定以及铝基．蛹—●l_●_-合金轴承材料常常被错误使用，容易与钢背脱离，承载能力低于铜基合金。现广泛用于发动机曲轴瓦、连轧轧毒制前二_

4、_一匿ll二卜轧制后杆瓦、止推片、变速器各种衬套等滑动轴承的生产。k；2铝基合金轴承材料的轧制介绍1、金属材料的轧制过程，是轧辊与金属轧件相叶互作用时，轧件被摩擦力拉入旋转的轧辊间，受到压图2．轧件在变形区的纵向和横向流动图缩产生塑性变形的过程。轧制过程使轧件获得理想2、金属纵向延伸区域中心部分的金属只有延伸的尺寸和形状的同时，还具备一定

5、的组织和性能。按而无宽展，因而中心部分的金属的延伸大于两侧．结轧制温度的不同．可分为热轧和冷轧。热轧是指在金果在两侧引起张应力F2，张应力F2可削弱方向相反属再结晶温度以上进行轧制，特点是：塑性好，加工的纵向摩擦阻力F1．引起宽展下降。率大，成品率高。冷轧是指在金属再结晶温度以下进3、铝合金与成品钢板在同等轧制条件下，由于行轧制．冷轧产生加工硬化，金属的强度和变形抗力金属本身性能不同。铝合金的纵向延伸和横向宽展增加，金属塑性降低。均大于成品钢板，从而在结合部位产生内应力。铝合2、铝基合金轴承材料，现在一般是由已经轧制金在与成品钢板轧制在一

6、起时，还受到杂质、温度、好的铝合金板材和成品钢板叠放在一起后轧制而氧化等因素的影响．前滑和后滑以及宽展区域轧制成。轧制前，要将铝合金板材和成品钢材的结合面快在一起时，产生的材料的结合力是比较差的，一般情速打毛，去除氧化和杂质层，并在极短时间内冷轧在况下要剪切掉。一起王保海：铝基合金轴承材料的轧制分析及应用4金属材料冷变形后的组织变化、4、对铝合金消除内应力的退火温度，一般控制在150—300~C，使合金软化，组织不发生变化，仍然可l、铝合金板材与成品钢板作为金属材料在一起冷轧后，都存在变形后的组织变化。以保持原来的加工变形组织。如需要基本

7、恢复轧制前的再结晶组织，消除内应力，恢复塑性，以利再加2、金属材料经冷轧后，随着形状的变化，晶粒沿着轧制的主变形方向被拉长、拉细、拉扁，方位不同工，就要再结晶温度退火，一般需要400—500℃，加热8—10小时。的等轴晶粒逐渐向一致方向发展，晶粒间的夹杂物5、根据金属材料材质和用途不同，可以计算和也随之拉长。晶粒位相由无序变为有序状态。这样，摸索出合适的在结晶温度和保温时间，通过退火热冷轧后的金属出现位相关系明显的纤维组织。处理，改善金属组织，获得理想的铝基合金轴承材3、金属晶体经过充分的冷塑性变形后，晶粒内部出现许多取向不同的小品块(称

8、为亚晶)，由于每料。个小品块方位不同，边界产生位错缠结，进而阻碍晶6铝基合金轴承材料的正确应用内滑移，产生加工硬化和内应力。同时，晶粒之间出l、如果材料要承受较大的塑性变形，就要在再现相对移动和转动。这就引发晶粒之间以及晶粒内结晶温度退火。否则，往往采用再结晶温度以下的消部出现显微裂纹和空洞等缺陷，材料密度减小．造成除内应力退火处理。材料厂家出厂前，应根据材料使材料宏观缺陷。用需要做退火处理。5冷轧后铝基合金轴承材料的退火处理2、一般情况下，铝基合金材料厚度越薄，轧制越1、金属材料在冷轧后出现位相关系明显的纤维致密，结合力越强，合金轴承在

9、使用中耐疲劳性越组织。其结果一方面使金属产生各向异性，另一方面好，故应选用合金厚度薄的材料。则由于产生了加工硬化和内应力而使金属强度提3、由铝合金板材和钢板叠放在一起轧制而成的高，塑性降低，逐