国外轴瓦镀层的研究和生产

一、镀层的作用 随着内燃机轴承负荷的不断提高,轴承的最小油膜厚度越来越薄,因而对内燃机滑动轴承性能要求越来越高。因此,内燃机滑动轴承无论合金层采用哪种材料,要能在高速高负荷发动机上应用的很好,往往在合金层表面电镀软金属层,以进一步提高其工作性能。对用铜铝合金及铅青铜,6％低锡铝合金做主轴承和连杆大端轴承时,则必须在其表面镀覆软金属层才能使用。 镀层不仅改善了轴承的抗腐蚀性、抗咬合性、顺应性和嵌藏性,同时还能提高轴承的疲劳强度和承载能力。 1 改善抗腐蚀性 当合金层表面没有镀层时,工作温度下,润滑油中残存的水份、盐和某些化合物氧化生成有机酸和过氧化物,再加上油中燃料及其燃烧产物渗入,使铅受到腐蚀,生成油溶性的铅皂,使铜基合金层成为不耐用的,易于咬死、易于疲劳的结构。 铝基合金虽不受酸的腐蚀作用,但易受铅的卤化物的侵蚀,如润滑油中残存水分,会增强卤化物对铝合金的腐蚀作用。 铅合金镀层中所溶合的元素能在镀层上产生一层起抗腐蚀作用的锡或铟氧化物,从而     

轴瓦镀层成分对扩散的影响及扩散后的轴瓦性能

一 摘 要 在发动机工作温度下,镀有铅锡的曲轴瓦镀层中损失的锡和铜使得轴瓦易被腐蚀,降低轴瓦寿命。在镀层与合金层之间设置镍栅,也只能部分地解决这一问题。 现在已经取得了铅锡铜镀层中,原始锡铜含量影响扩散速率的新数据。锡和铜的相互作用对扩散速率具有很大的影响,栅层的选择及其质量的影响亦是如此。扩散过程可从电子扫描显微镜得到的X光图上看出。 扩散后,轴瓦镀层的耐腐蚀及耐穴蚀的数据亦已得出。研究结果阐明了在镀层性能评估前,以发动机工作温度进行热处理的重要性。 高速柴油机曲轴瓦在极为恶劣的工况下工作。每次汽缸点火,连杆轴瓦在最大油膜压力点承受的负荷可高达350M N/m~2（50,000磅/时~2）。当卡车下坡行驶时,发动机允许过速,曲柄销很危险地接近轴瓦,亦或以10m/s的摩擦速度与其接触。爬坡时,轴瓦表面的油温可     

轴瓦电镀层成分对扩散和扩散后轴承性能影响

<正> 高速柴油机曲轴轴承的工况是相当恶劣的,最大油膜压力处的载荷高达350MPa,工作表面的滑油温度达160℃。为使轴承不至于因此降低抗失效的能力,在轴瓦表面电镀一层厚约0.025mm的铅锡或铅锡铜来改善轴承性能。但是镀层中的锡将随工作时间的延续而向减摩层扩散,即使在镀层与减摩层之间加入镍栅层来抑制扩散,但也不能完全杜绝这种现象,镀层中的锡含量仍会逐渐减少。久而久之,镀层的抗腐蚀能力、硬度和强度下降,在酸性滑油中镀层表面将出现腐蚀,在轴心运动剧烈变化区域,滑油产生的真空气泡会使局部表面发生气蚀。     

表面镀层能提高轴瓦多少承载能力

1表面镀层的作用和机理 对于比压力大于12～14mpa的内燃机滑动轴承,疲劳强度低的巴氏合金已不能胜任。铜铅和低锡铝合金虽然承载能力高,但因硬度亦高与轴颈不易磨合,对磨屑的嵌入亦较困难,用于曲轴转速高的汽车发动机轴瓦,往往早期发生擦伤甚至烧瓦抱轴,或者使载荷集中在轴瓦局部表面,造成合金层过早疲劳剥落。因此,合金层硬度超过40HB的轴瓦,目前都采用表面电镀一层厚15～35μm铅合金的三层轴瓦。表面镀层柔软、塑性亦好,能加快轴瓦与轴的磨合,避免早期擦伤。而且如轴瓦工作正常、镀层结合亦良好,则在该镀层疲劳强度极限以下的载荷下,镀层能长久存在下去。所以三层轴瓦具有比两层（即无表面镀层的）轴瓦长的使用寿命,并且承载能力也比较高。铅合金镀层一般地说其疲劳强度低于铜铅或低锡铝合金,它的存在何以能提高后者疲劳强度?这单从力学角度难以解释。以笔者浅见,内燃机滑动轴承主要通过由流体动力学形成的油膜承受载荷,然而轴瓦的理论载     

6%低锡铝合金轴瓦电镀工艺及夹具

一、前言 低锡铝合金轴瓦表面电镀Pb—Sn合金层可达到改善轴瓦磨合性能,减少磨损,防止腐蚀,延长轴瓦使用寿命。由于其承载强度高于20％高锡铝合金轴瓦,部分机型如用低锡铝合金轴瓦电镀铅锡镀层还可以代替铜铅合金轴瓦,而低锡铝合金轴瓦仅含锡6％,大量生产后可节约有色金属铜、锡等,因此,低锡铝合金电镀 Pb—Sn合金层的轴瓦是很有发展前途的。可为我国发展高转速、高功率新一代柴油机提供了新型轴瓦。     

内燃机滑动轴承电镀层中的栅层

在铜—铅合金为基体的轴承中,栅层起着减缓或阻止减摩层中的锡向基体扩散的作用。若轴承以铝合金为基体,则栅层除了起上述作用外,更重要的是起与基体之间的粘接作用。具有栅层的轴承,能增强镀层与基体之间的结合力,显著提高其承载能力及疲劳强度,从而延长其使用寿命。 以合金栅层或多层栅层代替传统的单金属单层栅层,使得栅层的致密性、耐蚀性、耐磨性等显著提高,轴承的使用寿命提高近两倍。 在铝基合金轴承上电镀高质量的栅层是该轴承研制的技术关键及难点。国内有关厂家目前正在进行这方面的工作;但进展缓慢。 随着国内内燃机型的研制、应用及引进国外内燃机新机型的国产化,其易损配件(即内燃机滑动轴承)的需求将相应增大、质量要求将越来越高。本主旨在为大批量生产带有栅层的高质量的内燃机滑动轴承提供有限的参考资料。     

添加元素对铜铅轴承合金组织和性能的影响

含铅量在20％以上、添加元素在3％以下的铜基轴承合金,一般称为铜铅合金。铜铅合金是目前国内外制造中、高速和中、大功率发动机滑动轴承（即轴瓦）的最主要的减摩材料之一。由于铜铅合金耐疲劳强度较高,承载能力较大,导热性好,耐热性优良,当其表面覆以镀层时,还具有较好的耐腐蚀性、抗咬合性、顺应性和嵌藏性等表面性能,因此得到十分广泛的应用。然而,铜铅合金的上述这些优良性能,只有当合金具有良好的金相组织时才有可能得到充分发挥。影响铜铅轴承合金金相组织的因素很多,如化学成分、制造工艺、添加元素等,但添加元素对合金的金相组织有特殊的作用。本文在扼要叙述铜铅合金的结晶过程及其特点的基础上,介绍各种添加元素对合金组织和性能的影响。     

一九八九年内燃机配件总目录

国录 期 页 ·轴瓦’铜铅合金和高铅青铜轴瓦的金相组织11测量轴瓦壁厚千分尺的小改进143铜铅合金轴瓦铅偏析和中间夹层初探144轴瓦半圆周长检测验收极限的测定 2 27卷制轴套加载测量的尺寸换算2 50向青铜轴承挑战的锌合金轴承2 60滑动轴承一多层金属滑动轴承非破坏性检验方法一渗透法2 63连杆小头衬套的结构与设计31厚壁轴瓦边圆槽的冲制 3 43滑动轴承一薄壁轴瓦及薄壁整体或卷制轴套的壁厚测量方法3 68添加元素对铜铅轴承合金组织和性能的影响41斯太尔汽车发动机轴瓦材料测试分析4 19轴承表面粗糙度对使用寿命的影响4…     

“FL912”型风冷柴油机轴瓦的初步分析

“FL912”型风冷柴油机所采用的铜铅轴瓦是由西德购进的成品,经过其金相显微组织分析,扫描电镜分析其金相组织特点,铜铅合金中钢架呈树枝状,枝晶处析出铅相有方向性,冷却方向（即枝晶方向）垂直钢背（即曲轴的径向方向）。在铜铅合金层和巴氏合金层中镀有一层Ni栅1─3微米,以阻止表层锡使用中通过扩散进入铜铅层,我们认为此轴瓦是采用了较为先进的生产工艺。 试验室对“FL912”型风冷柴油机进行了台架耐久性试验,试验前后对西德轴瓦进行了精密测量,经3000小时后的磨损值只有磨损极限值的1/4─1/10。 目前此轴瓦在国内还没有生产出来,这除对轴瓦要求较高外,主要是没有引进工艺技术图纸及资料,我们想通过技术分析和使用情况的简介,能与轴瓦专业厂充分合作,以便使该轴瓦的国产化早日实现。     

轴承的镀层

铜─铅和铝合金轴承上电镀Pb─Sn和Pb─Sn─Cu镀层以改善初始磨合期的抗咬死性能。另外还提高了耐蚀性和有效疲劳强度。镀层中的锡往基体扩散,决定了镀层在其寿命期的性能,用耐蚀性、硬度、磨损和疲劳强度等性能可检验这种影响。对两种主要镀层作了对比、并探讨了选用镀层的准则。     

铝铅轴瓦的改进

0前言 铝铅合金双金属烧结材料,在1977年由日本首次生产出,并广泛应用于汽车主轴瓦和连杆轴瓦的生产中。然而当今汽车正朝着大输出功率、轻型及微型结构,轴瓦负荷提高的方向发展,从而使现用的铝铅合金材料疲劳强度的安全系数降低。本文介绍一种最新的轴瓦材料生产方法“热挤压法”,该技术可使铅粒的分布状况令人满意,粉末颗粒间的粘着力增强。此铝铅轴瓦材料的疲劳强度,比现用铝铅烧结轴瓦材料的疲劳强度提高30％,甚至更高。 铅具有较好的抗咬合性和顺应性,这是众所周知的,所以铅以铜铅合金或铅青铜合金的形式被广泛使用。它也作为镀层的主要成份,镀在铜铅及铅青铜合金的表面,镀层厚约20μm 铝铅组合作为轴瓦材料大约才20年历史。铝铅合金在实际生产中需用专门的工艺,但由于铅的特性,也存在不少问题     

高速汽油机铅合金镀层的研究

一些发动机用提高转速获得较高的性能，因此，其轴承将在由较高转速产生的较高温度下使用。当轴承在较高的工作温度中运转时，其减磨合金镀层出现不同于一般损坏形式的损坏，即靠近Ni栅层表面（附近）的低熔点化合物的熔融导致镀层脱落。为此，开发了一种不形成低熔点化合物的新镀层，该镀层含有Pb、Sn、Cu和In，添加一定量的Cu抑止Sn和In的扩散，可防止低熔点化合物的形成。     

新轴承材料的发展与试验

近年来柴油机和汽油机的发展,要求进一步改进轴承材料。本文介绍新轴承材料的发展及其在试验台上的试验结果。 在高性能的铝基三层轴承中,用电镀的CuSn结合层代替常用的Ni栅层,改善了磨合性,提高了使用寿命。 在常用的CuPb三层轴承中。用同一种CuSn合金加在表面镀层与Ni栅层之间作为中间后,可以提高大功率发动机轴承的使用寿命。 上述发展项目已经发展到生产阶段。 本文介绍三个改进项目,它们的目的是改进在重负荷应用条件下,钢—铝和钢—铜—铅轴承(下作钢—A1和钢—CuPb)的性能。所有三个项目全部或多或少地发展到大量生产阶段。本文第一部分讨论新的CuSn层,用于A1和CuPb两种轴承。第二部分介绍物理蒸气喷镀的应用,它将A1Sn20喷镀到CuPb轴承上.     

中华人民共和国机械工业部部标准——内燃机铸造铜铅合金轴瓦金相检验标准

本标准适用于含铅量为20％～33％的内燃机铸造铜铅合金轴瓦金相组织的检验。 1.技术要求 铜铅合金层的显微组织应为富铅相(以下简称为铅)呈点块状均匀地分布在α铜基体中;或铅均匀地分布在α铜枝晶间;及铅以细小的断续网状分布在α铜基体中。 合金层与钢背的结合应良好     

内燃机轴瓦涂层技术综述

基于其易适应性和易嵌人性,添加有锡、铜或铟的铜基减磨层已经被广泛应用,它能支持发动机多年正常运行,克服了咬死、腐蚀、磨损等在现代发动机中的无涂层铜基合金轴承上发生的故障。过去15年里,柴油发动机的发展要求材料技术有新的进展。为了生产具有更高承载能力的高抗磨损涂层,以使生产高燃油利用率、低排放的小尺寸高汽缸压力发动机成为可能,PVD工艺流程,尤其是AlSn涂层溅射技术,被广泛应用。随着PVD涂层轴承的出现,产生了新的发动机设计可能性,同时也在PVD轴承和电镀涂层轴承之间产生了巨大的功能差距和费用差距。出于费用的考虑,无人致力于开发改进的电镀简易技术,以占领高性能底端的市场分额。利用新的MSA电解镀层技术,增加了铜和锡在铅中的含量,或是沉积高硬度颗粒后,铜基镀层的性能得到了改善。当前,铅作为合金成分由于环境和健康的原因被质疑。于是,一种新的SnCu6—SnNi—Ni涂层技术已经在开发之中,它将不仅解决铅污染问题,而且,它还提出了一个极好的电镀涂层功能改进方法。     

提高柴油机轴承的使用寿命

0 前言 .随着重载柴油机高功率化而来的是高增压化和高转速化,轴承负荷也相应增大,确保轴承的可靠性和耐久性已成为重要课题。 目前,用于中高速柴油机轴承（曲轴主轴承和曲柄销轴承）的材料,主要是被称为油膜轴承的铅青铜合金。 图1示出其结构。在钢板上烧结或铸造上一层铅青铜合金,再在合金表面镀上以Pb为基体的表面层。另外,以前在表面涂层和铅青钢合金之间大都设有2μm左右的Ni镀层。 研究带有涂层的铅青铜合金轴承可靠性和耐久性的重点有如下二项。     

Glacier公司开发出90年代大型轴承新材料

<正> Glacier金属公司,早在70年代中期就注意到传统轴承,主要是铅基镀层开始出现问题。最近几年从冶炼工艺入手,改进了现有材料的冶金工艺,同时开发出新的轴承材料。将镀层的含锡量重量比增加到(14～18)％,材料由铜基合金发展为铝基合金。这种材料不需要表面镀层,却能使轴承寿命达到20000～40000h,这与以前的材料只能工作5000h相比是很大的飞跃。 Glacier公司目前生产的中速柴油机轴承材料包括AS15和AS104。AS15是一种含锡20％的网状铝锡合金轴承材料,通过滚压结合到钢背上。这种轴承装在烧重油的柴油机上运行4400h后,状况良     

铜铅合金和高铅青铜轴瓦的金相组织

我们这里所说的铜铅合金,是指含铅量在20％以上,添加元素含量在3％以下的铜基轴承合金;高铅青铜,是指含铅量在20％以上、含锡量在3～6％的铅青铜。这两种铜基减摩合金通常采用浇铸和烧结两种方法将其与钢背粘结在一起,制成双金属轴瓦坯料和双金属板材。如果再在减摩合金层表面镀复一层簿的软金属或合金,就可做成三层金属轴瓦。由于用这两种铜基减摩合金制成的三层金属轴瓦具有高的疲劳强度和承载能力,磨合性、嵌藏性、     

国外新型的减摩镀层

用于内燃机滑动轴承的减摩镀层,近年来国外倾向于使用多层镀层及多元镀层。1 多层镀层 据报道,日本近来使用如下镀层:先在铜合金或铝合金衬层上镀1～2μn厚的镍栅;再在镍栅上镀一层含Pb量为63％～82％（重量百分比,以下皆同）,含Sn量为15％～30％,含Cu量为3％～7％的较硬的三元合金,最后再在较硬的三元合金镀层上镀一层含Pb量为85％～90％,含Sn量为8％～12％,含Cu量为2％—3％的较软的三元合金镀层。     

滑动轴承镀层退除工艺的介绍与应用

内燃机的滑动轴承铅、锡、铜三元合金镀层由于种种原因部分不合格需返修而退除镀层。常见的镀层镗除法不能将镀层镗干净且满足不了技术要求,现改用电化学法能有效地退除铅基三元合金镀层。本文还介绍了退除液的配方及操作要求和它们的相互作用与影响。