一種鋼銅復(fù)合軸套及其制造方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種鋼銅復(fù)合軸套，包括鋼套和銅合金層，在鋼套和銅合金層之間為鋼銅分子復(fù)合層，銅合金層厚度為2-3mm。制造方法如下：（1）鋼套的一端焊接密封端板，成桶狀；（2）除去鋼套內(nèi)壁的污垢和氧化皮；（3）刷涂水硼砂，加入銅合金料和除氣料，在鋼套的另一端焊接出氣端板；（4）裝入熔煉爐內(nèi)升溫熔煉，保溫，出爐；（5）裝入離心鑄造機(jī)，開(kāi)機(jī)提速至規(guī)定轉(zhuǎn)速，同時(shí)對(duì)鋼銅套表面進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，至鋼套表面發(fā)黑，關(guān)閉；（6）后序加工。銅合金層是現(xiàn)有技術(shù)銅合金的三分之一左右，節(jié)約很多銅材料成本。運(yùn)用銅合金本身的熱能，結(jié)合焊接工藝和離心鑄造，使兩種性能完全不同的材料分子結(jié)合在一起，發(fā)揮性能優(yōu)勢(shì)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
銅合金軸套是一個(gè)機(jī)械滑動(dòng)部位連接套，要求軸套有足夠的抗磨耐磨性能,對(duì)于軸套有實(shí)際耐磨使用意義的材料只要內(nèi)孔壁約為Imm厚度的銅合金層，但由于銅合金材料基體較軟，容易變形，金加工時(shí)無(wú)法保證其加工尺寸精度和型位公差要求，所以現(xiàn)在所使用的銅合金軸套的壁厚基本上在軸套外徑的8-10%左右，在很大程度上將銅合金材料作為墊背所用。現(xiàn)有很多鋼銅復(fù)合軸套采用的是公差配合、熱脹冷縮的工藝將鋼銅材料復(fù)合，還有的是采用鋼帶燒結(jié)銅粉后進(jìn)行彎制拼接。但以上兩者都存在不同程度的缺陷，如前者采用公差配合、熱脹冷縮工藝復(fù)合的產(chǎn)品經(jīng)長(zhǎng)期使用，會(huì)導(dǎo)致摩擦熱膨脹，使銅套層與鋼套層脫離，使用壽命很短且難以保證使用精度。后者由于是彎制成型，固難以保證其要求的使用尺寸公差和型位公差，對(duì)整機(jī)使用明顯造成配合隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種結(jié)合牢固的鋼銅復(fù)合軸套，以及該復(fù)合軸套的制造方法。本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案鋼銅復(fù)合軸套，包括作為外圈的鋼套和作為內(nèi)圈的銅合金層，在所述的鋼套和銅合金層之間為鋼銅分子復(fù)合層，所述的銅合金層厚度為2-3mm。上述鋼銅復(fù)合軸套的制備方法包括如下步驟(1)、鋼坯加工，在按要求加工好的鋼套的一端焊接一塊密封端板，鋼套與該密封端板形成桶狀；(2)、對(duì)加工后的鋼坯進(jìn)行表面處理，除去鋼套內(nèi)壁的污垢和氧化皮；(3)、先在鋼套內(nèi)壁及密封端板內(nèi)側(cè)表面先刷涂水硼砂，再在該桶狀的鋼套內(nèi)加入銅合金料和除氣料，在鋼套的另一端焊接一塊帶出氣孔的出氣端板；(4)、將步驟(3)所得的鋼銅套裝入熔煉爐內(nèi)升溫熔煉，待爐內(nèi)溫度和鋼銅套內(nèi)溫度恒定后，保溫，出爐。(5)、將出爐的鋼銅套裝入離心鑄造機(jī)，開(kāi)機(jī)提速至規(guī)定轉(zhuǎn)速，在開(kāi)機(jī)提速的同時(shí)對(duì)鋼銅套表面進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，至鋼套表面發(fā)黑若干時(shí)間后，關(guān)閉冷卻和離心鑄造機(jī)。(6)、根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行后序加工。進(jìn)一步地，步驟(I)所述密封端板直徑以及步驟(3)所述出氣端板外徑跟鋼套外徑一致，在該密封端板和出氣端板一側(cè)的外圓周上預(yù)設(shè)有倒角，密封端板、出氣端板在各自的倒角處與鋼套焊接。進(jìn)一步地，步驟(2)所述表面處理依次包括對(duì)鋼坯進(jìn)行酸洗、堿洗中和及淡水清洗。進(jìn)一步地，步驟(3)所述除氣料為純木炭。進(jìn)一步地，步驟(4)中，熔煉爐加熱升溫至1200° C±10° C，待爐內(nèi)溫度和鋼銅套內(nèi)溫度恒定后，保溫15分鐘，且加熱升溫至工件出爐的時(shí)間控制在70分鐘以內(nèi)。進(jìn)一步地，步驟(5)所述離心機(jī)在開(kāi)機(jī)啟動(dòng)后控制在2秒鐘內(nèi)提速至規(guī)定速度。進(jìn)一步地，步驟(5)所述強(qiáng)制冷卻采用27° C以下水霧噴灑，至鋼套表面發(fā)黑3分鐘后關(guān)閉。進(jìn)一步地，步驟(5)中控制鋼銅套的鋼套外徑的線速度為1000_1150m/s本專(zhuān)利技術(shù)的鋼銅復(fù)合軸套，其總體的80%左右采用了鋼基材料，20%左右采用了銅合金材料，銅合金層是現(xiàn)有技術(shù)銅合金的三分之一左右，從材料方面可以節(jié)省約70%的成本，從使用性能方面可以有鋼套的強(qiáng)度又有銅合金套的抗磨耐磨性能，結(jié)合了兩者之優(yōu)勢(shì)獨(dú)顯產(chǎn)品的優(yōu)越性。由于鋼與銅合金的熱膨脹系數(shù)差距較大，且銅合金必須在高溫液態(tài)下進(jìn)行澆注，高溫的銅合金在凝固期間的熱收縮會(huì)很大，本專(zhuān)利技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于合理運(yùn)用了銅合金本身的熱能，結(jié)合了焊接工藝以離心鑄造的方式，使兩種性能完全不同的材料結(jié)合在一起，發(fā)揮兩者的性能優(yōu)勢(shì)，使所制得的鋼銅復(fù)合軸套性能達(dá)到了預(yù)期要求，尤其是在開(kāi)機(jī)提速的同時(shí)對(duì)鋼銅套表面進(jìn)行強(qiáng)制冷卻保證鋼套與銅合金快速冷卻而使兩種材料緊密的分子結(jié)合。附圖說(shuō)明圖1是本專(zhuān)利技術(shù)鋼銅復(fù)合軸套的結(jié)構(gòu)示意圖2是鋼銅分子復(fù)合層的掃描電子顯微鏡分析報(bào)告示意圖3是鋼套兩端分別焊接密封端板以及出氣端板后的示意圖4是圖3側(cè)向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例1:本專(zhuān)利技術(shù)的鋼銅復(fù)合軸套，包括作為外圈的鋼套I和作為內(nèi)圈的銅合金層2，在所述的鋼套I和銅合金層2之間為鋼銅分子復(fù)合層3，所述的銅合金層2厚度為2-3mm。鋼銅分子復(fù)合層3達(dá)到了分子緊密結(jié)合，如圖2所示。該鋼銅復(fù)合軸套通過(guò)下述方法制造，其具體制造步驟為(1)、鋼坯加工，先按照鋼套外徑放2-4mm余量，內(nèi)徑根據(jù)設(shè)計(jì)好的鋼坯尺寸加工，長(zhǎng)度放4mm余量；再取兩塊端板，厚度12_20mm (根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格大小選用不同厚度的端板)且每塊端板的外徑與鋼套外徑一致，在端板的一側(cè)外周上倒角6X45°作焊縫填補(bǔ)使用，其中一塊端板為密封端板4，焊接在鋼套的一端，使鋼套與該密封端板4形成桶狀；另一塊端板為出氣端板5，平面中心打直徑6mm的通孔作為熔煉時(shí)的出氣孔6，該出氣端板5備用；(2)、對(duì)加工后的鋼坯進(jìn)行表面處理，即依次進(jìn)行酸洗、堿洗中和及淡水清洗，除去鋼套內(nèi)壁的污垢和氧化皮；(3)、對(duì)鋼套內(nèi)壁及密封端板4內(nèi)側(cè)表面先刷涂水硼砂，然后在該桶狀的鋼套內(nèi)加入銅 合金料(根據(jù)不同要求配方不同)和除氣料(采用純木炭)，在鋼套的另一端焊接出氣端板5 ;(4 )、將步驟(3 )所得的鋼套裝入熔煉爐內(nèi)升溫熔煉，使銅合金料熔化，銅合金料熔化后 繼續(xù)升溫，并在1200° C±10° C下保溫15分鐘，保證內(nèi)部溫度的均勻性(此時(shí)鋼套呈亮紅 色，銅合金為液態(tài))，整個(gè)熔煉過(guò)程(也就是從升溫開(kāi)始起算，至工件出爐為止的過(guò)程)則控 制在70分鐘以內(nèi)，準(zhǔn)備出爐；(5)、將熔煉完成的鋼銅套出爐，裝入離心鑄造機(jī)上，并且對(duì)鋼銅套進(jìn)行兩頭固定，防 止鋼銅套在離心運(yùn)動(dòng)中搖晃，從而使得銅合金材料與鋼套之間結(jié)合更加均勻、牢固，放置好 后，開(kāi)機(jī)提速，并在2秒內(nèi)提速至規(guī)定轉(zhuǎn)速(根據(jù)產(chǎn)品大小不同選擇不同轉(zhuǎn)速，一般鑄件的 線速度為1000-1150m/s)，在開(kāi)機(jī)提速的同時(shí)對(duì)鋼銅套表面進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，強(qiáng)制冷卻采用 27° C以下水霧噴灑，直至鋼套表面發(fā)黑3分鐘后才可關(guān)閉，以保證鋼套與銅合金快速冷卻 而使兩種材料緊密分子結(jié)合；(6 )、根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行后序加工。權(quán)利要求1.一種鋼銅復(fù)合軸套，包括作為外圈的鋼套(I)和作為內(nèi)圈的銅合金層(2)，其特征在于在所述的鋼套(I)和銅合金層(2)之間為鋼銅分子復(fù)合層(3)，所述的銅合金層(2)厚度為2_3mm。2.一種如權(quán)利要求1所述鋼銅復(fù)合軸套的制造方法，其特征在于該制備方法包括如下步驟(1)、鋼坯加工，在按要求加工好的鋼套的一端焊接一塊密封端板，鋼套與該密封端板形成桶狀；(2)、對(duì)加工后的鋼坯進(jìn)行表面處理，除去鋼套內(nèi)壁的污垢和氧化皮；(3)、先在鋼套內(nèi)壁及密封端板內(nèi)側(cè)表面先刷涂水硼砂，再在該桶狀的鋼套內(nèi)加入銅合金料和除氣料，在鋼套的另一端焊接一塊帶出氣孔的出氣端板；(4)、將步驟(3)所得的鋼銅套裝入熔煉爐內(nèi)升溫熔煉，待爐內(nèi)溫度和鋼銅套內(nèi)溫度恒定后，保溫，出爐；(5)、將出爐的鋼銅套裝入離心鑄造機(jī)，開(kāi)機(jī)提速至規(guī)定轉(zhuǎn)速，在開(kāi)機(jī)提速的同時(shí)對(duì)鋼銅套表面進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，至鋼套表面發(fā)黑若干時(shí)間后，關(guān)閉冷卻和離心鑄造機(jī)；(6)、根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行后序加工。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼銅復(fù)合軸套的制造方法，其特征在于步驟(I)所述密封端板直徑以及步驟(3)所述出氣端板外徑跟鋼套外徑一致，在該密封端板和出氣端板一側(cè)的外圓周上預(yù)設(shè)有倒角，密封端板、出氣端板在各自的倒角處與鋼套焊接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼銅復(fù)合軸套的制造方法，其特征在于步驟(2)所述表面處理依次包括對(duì)鋼坯進(jìn)行酸洗、堿洗中和及淡水清洗。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼銅復(fù)合軸套的制造方法本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋼銅復(fù)合軸套，包括作為外圈的鋼套（1）和作為內(nèi)圈的銅合金層（2），其特征在于：在所述的鋼套（1）和銅合金層（2）之間為鋼銅分子復(fù)合層（3），所述的銅合金層（2）厚度為2?3mm。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李興土，楊永波，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：諸暨市中天工業(yè)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：