铝—铅曲轴轴承合金

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1、铝—铅曲轴轴承合金铝—铅曲轴轴承合金协,,铝一铅曲轴轴承合金,.,薹一Pb1AI--Pb摹善蠢生产过程中,将利用合金偏析这种优点使贫铅;■.::三?’lrX:?区与钢背粘接,那么富铅区则在轴承表面,而在::,誓■}{i:机械加工之后,仍有6的存在于轴承表},::毒0;图显示了轴承合金在普通生产}÷’_:§

2、=√:’,::基墓PbAI--PbPb000Mn0耋一C01的加入可使对油酸的耐腐蚀能力增强,而.,.暑::?j:’善锰,镁和铜元素的加入可增强合金的抗疲劳性,0jjl拿:.轴承合金通常的化学成份是黩.0ij0}6.l:t.:?车’之;isi:

3、4.:;:霉sn:.5.?t:’=.j点0:,.3靠二j誓j::2:,毒u:.‘～…一…一～’金使用率在过去三年时间里从41～46增加到1989年的63,并且计划到1991年使用率达到78),该合金对球墨铸铁曲轴有极好的耐磨性和抗咬合性,并有极好的镶嵌性,抗腐蚀性和抗疲劳性然而.从冶金观点分析,这种合金的结构是不理想的,我们有理由相信,如果我们对合金结构进行改进,合金工作性能同样能得到改善,改变合金结构的特征是指改变台金结构中铅的组织结构.AI—Pb舍金在普通生产状态,铸态下铅质点相的分布尺寸比我们想要的冶金铅质点相尺寸宽,这种结果使A1一Pb台

4、金中铅相最终以1ram长的形式排列分布.在A卜_Pb合金轧制到需要粘接厚度时.合金中铅质点相首先变长,然后再进行粘接处理.在进行l2次全拉伸试验后,可以找到症劳裂纹扩展路径和带状铅之问的关系.铸造合金铅质点的尺寸大小随铅含量的多少而变化,同样合金的冷却速率随它的凝固温度而变化.近年来,我们已找到了一种高冷却速度的铸造工艺以适应Al—Pb合金熔炼特性,以便达到改善合金中铅质点尺寸的目的.冶金方面表1显示了AI—Pb铸造合金铅质点尺寸受冷却速度的影响,当冷却速度从20~40~0/秒增加刘200”C/秒,铅质点相的直径减少到正常铸造生产过程的1/5,而

5、其横断面区域铅质点相减少到原来的1/25.表1缔造工艺对AJ—Pb浇铸合盎尺寸和分布的影响.高冷却速率浇铸普通生产浇铸冷却时间<1秒5～10秒85O～650℃铅含量wt一%上半部4.52.6下半部4.27.0铅质点尺寸范围,prn上半部0.5—122.5—25下半部0.5—252.5—125铅质点平均尺寸m上半部2l2下半部525在粘接之后带状铅长度减少是很窖易明白的,在高速度冷却下,生产的合金铅质点相呈短的条状(<2m长),这种相均匀分布在粘结层,从金相照片上看台金几乎没有偏析(铸态和在粘接之后),这点通过化学成份分析而被证实.虽然

6、铅质尺寸在高速冷却下合金的顶部和底部有一个小的区别,但两部分铅含量几乎是相等的.表面特性在润滑剂存在但不是液体条件下,当轴承合金对一种钢或铸铁进行磨擦时,轴承台金的顺应性是衡量一种合金抵抗表面粗糙不平结合的能力,使用下面试验来评估铅合金的顺应性,该试验用3组16X16ram的双金属钢带,在加载情况下台金与球墨铸铁表面形成r的角度,该铸铁的加工方法类似于美国旅行轿车发动机曲轴的加工方法,当夹具升高到一预定位置时,增加的载荷直到扭矩传递到试样夹具上,或者试验钢背的温度超过预定值,这些条件被列在表2中.35表2顺应性试验条件试验试样l6×16mr~.双

7、全J爵锕板试样结构;在120”C温度下,三块试样靠在一十直径为70ram的圆周安装.与表面夹角为1.粗糙度-肆墨铸铁表面粗糙度的值为0.20～0.12pmR.试验条件l2500rpm=9.Z’~/a.薮荷增加到最大1800N/rain在120”C温度下.表面用20W20油滴精试验终点-扭矩超过IZN?m,或者锕肯温度超过177℃.目前AI—Pb双金属钢带中为确定各向异:_?譬曩浇铸合金进有36验证试验,但这些轴承合金应该有理论的相应金硬度.两种状态下的AI—Pb合金层硬度与其它铝舍金层硬度的比较在表3中表3一轴承舍金层硬度台盘层硬度HvAI—Sn

8、2o-_Cu14o__45Pl—Pbs～Si4一sn—Cu—Mn—Mg42—50普通生产状态AI—Pb—Si4一SⅡ一Cu—Mn—Mg47—56高淬火速率状态—cd3—Cu卜一Nn.58—62A1一SⅡ1—Cu172—85说明除AI—sn2O～Cu1在冷轧状态下.牯接后进行退火处理,其余所有合金均匀热轧粘舍,并且不退火处理因为Pb—sn—cu电镀层与铝一铅合金结合减少了软质点相,当Al—Pb合金表面有较硬Pb—sn—Cu镀层时.它的生产历史很长.然而在高遵率状态下的Al—Pb合金硬度相对较高,该特性可由顺应性试验结果得到,并且在没有三元Pb—sn

9、—cu电镀层时AI—Pb合金可进行满意的试验,这个可由发动机液压承载能力试验证实严格控制轴承壁厚有利于减少轴承的磨损率,而发动机噪音的减