发动机轴瓦用无铅铜合金/钢背复合涂层烧结技术研究

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为了顺应世界范围内的环保无铅化的潮流,突破发达国家的技术性贸易壁垒,采用无铅铜合金替代铅青铜非常必要。与其它无铅铜合金/钢双金属材料的生产方法相比,粉末冶金法具有设备投资少、成品率较高和生产成本较低等特点,因此,研究无铅铜合金/钢双金属材料的粉末冶金法生产技术具有非常重要的实际应用价值。   在烧结前,对铝青铜合金粉进行酸洗能制备出铝青铜/钢双金属材料。未经酸洗的铝青铜粉表面被一层致密的氧化膜覆盖,呈疏水性;经过酸洗的铝青铜粉,表面致密的氧化膜被去除,则呈亲水性。经过酸洗的铝青铜粉能烧结成致密平整的铝青铜,未经酸洗的铝青铜粉不能很好地烧结成块。采用经过酸洗的铝青铜粉为原料制备铝青铜/钢双金属材料合适的烧结温度为980-1000℃,合适的保温时间为1h。添加10-30%的低熔点硅青铜粉能显著提高铝青铜相对密度和界面结合强度。钢板镀铜能较大幅度提高双金属界面的结合强度,但对铝青铜的烧结致密度的影响不大。冷轧和二次烧结能提高铝青铜的相对密度和界面的结合强度。   采用铜粉和铝粉的混合粉也能制备出铝青铜/钢双金属材料。混合粉制备铝青铜/钢双金属材料合适的烧结工艺为:烧结温度为850-1000℃,保温时间为1h。钢板表面镀铜能提高双金属界面强度。冷轧和二次烧结能使制备的铝青铜/钢双金属材料中铝青铜的相对密度达到99.5%以上。混合粉烧结而成的铝青铜成分均匀,并形成单一的α相。   难烧结硅青铜粉制备硅青铜/钢双金属材料合适的烧结工艺为:烧结温度为950-1000℃,保温时间为1h。冷轧和二次烧结能使制备的硅青铜/钢双金属材料中硅青铜的相对密度能达到99.5%以上。   针对磷青铜/钢双金属材料结合界面出容易开裂的技术问题,采用钢板表面镀铜,在钢板表面形成一层镀铜层,以阻止磷元素扩散到钢板,形成Fe3P脆性相。磷青铜/钢双金属合适的烧结工艺为:烧结温度为760-780℃,保温1h。冷轧和二次烧结能进一步提高磷青铜的相对密度,但双金属材料的界面结合强度的提高的幅度较小。
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