本發(fā)明屬于合金粉末制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法。
背景技術(shù)：
銅鉛減摩材料不僅具有良好的減摩性能和較好的抗咬合性，同時(shí)材料具有高的強(qiáng)度和耐磨性能，可以較好的滿足現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)軸承的要求?，F(xiàn)有汽車軸承用青銅基自潤(rùn)滑材料中常含有大量的鉛，如CuPb10Sn10，CuPb24Sn，CuPb24Sn4等。但鉛是有毒的重金屬，鉛污染給人體和環(huán)境帶來(lái)極大的危害。發(fā)達(dá)國(guó)家出臺(tái)了很多相關(guān)的法規(guī)，例如歐盟Rosh指令，限制和禁止使用含鉛的材料。隨著環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)，產(chǎn)品無(wú)鉛化勢(shì)在必行。
針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實(shí)有必要進(jìn)行研究，以提供一種方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)鉛的滿足高強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)軸承用的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，該粉末能滿足作為發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)軸承中的減摩涂層材料的要求，避免了含鉛的減摩涂層材料對(duì)環(huán)境的污染。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
本發(fā)明的一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，包括以下步驟：
S10，選用重量百分比為83～89％的銅，7～9％的錫，1～2％的鎳，3～7％的鉍的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1083～1090℃進(jìn)行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Ni和Bi進(jìn)行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1100～1120℃，熔煉時(shí)間為15～25分鐘；
S20，將所述合金液進(jìn)行液面除渣后成分檢測(cè)控制在Cu83～89％，Sn7～9％，Ni1～2％，Bi3～7％，不可避免或無(wú)法剔除的雜質(zhì)≤0.5％，成分檢測(cè)合格后升溫至1150～1250℃；
S30，加入玻璃與木炭除渣，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用限制式環(huán)縫噴嘴在空氣下以0.7～1Mpa氣壓進(jìn)行霧化，高壓氣流擊碎所述合金液形成合金粉末；
S40，采用旋振篩制備成-140目的成品用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末。
優(yōu)選地，漏包底面的漏眼為1個(gè)，漏眼直徑為3.5～5.5mm。
優(yōu)選地，限制式環(huán)縫噴嘴噴射頂角為20～30°。
優(yōu)選地，限制式環(huán)縫噴嘴的縫寬為0.5～2mm。
優(yōu)選地，合金粉末的松裝密度為4.9～5.4g/cm3。
優(yōu)選地，合金粉末的流動(dòng)性為13～18s/50g。
優(yōu)選地，旋振篩的篩網(wǎng)直徑為1m。
采用本發(fā)明具有如下的有益效果：
(1)本發(fā)明用元素周期表中與Pb同族的Bi元素來(lái)替代鉛，增加了合金粉末的嵌入性和疲勞性能，并添加Ni來(lái)增強(qiáng)力學(xué)性能，鉛含量小于0.1％，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)軸承減摩涂層材料的無(wú)鉛化。
(2)相對(duì)水霧化，本發(fā)明通過(guò)熔融-氣霧化生產(chǎn)的粉末不含水，霧化后直接篩分可縮短生產(chǎn)流程。
(3)本發(fā)明采用限制式環(huán)縫噴嘴，合金液在噴嘴出口處即被破碎，噴嘴傳遞到金屬的能量大，有利于提高合金粉末的提花率，通過(guò)以上技術(shù)方案制成的粉末，小于100μm的細(xì)顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于99％，按照粉末粒度級(jí)別的劃分標(biāo)準(zhǔn)屬于中細(xì)粉，90％的粉末的形貌呈現(xiàn)為較為規(guī)則的圓球形，表面結(jié)構(gòu)光滑平整，基本上沒(méi)有凹坑或孔狀組織，致密度好，粉末的松裝密度為4.9～5.4g/cm3，流動(dòng)性為≤20s/50g。
(4)采用上述技術(shù)方案制備的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末在鋼板基體上涂(熔)敷燒結(jié)形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸承減摩涂層無(wú)鉛化的理想材料。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
如圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法的流程圖。
本實(shí)施例的一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，合金粉末包含CuSn8Ni1Bi4和CuSn8Ni1Bi6兩種牌號(hào)，包括以下步驟，
S10，選用重量百分比為83％的銅，9％的錫，1％的鎳，7％的鉍的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1090℃進(jìn)行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Ni和Bi進(jìn)行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1100℃，熔煉時(shí)間為15分鐘；當(dāng)Sn含量小于10％時(shí)，Sn含量的增加有利于提高最終成品的強(qiáng)度；
S20，將合金液進(jìn)行液面除渣后成分檢測(cè)控制在Cu83～89％，Sn7～9％，Ni1～2％，Bi3～7％，不可避免或無(wú)法剔除的雜質(zhì)≤0.5％，成分檢測(cè)合格后升溫至1250℃；配方中加入鎳，提高燒結(jié)件的致密性，改善加工性能，提高力學(xué)性能和耐磨性；
本實(shí)施例中，雜質(zhì)包括硅、鋁、鎂等；
S30，加入玻璃與木炭除渣，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用限制式環(huán)縫噴嘴在空氣下以0.7Mpa氣壓進(jìn)行霧化，高壓氣流擊碎合金液形成合金粉末；其中，限制式環(huán)縫噴嘴噴射頂角為30°，限制式環(huán)縫噴嘴的縫寬為2mm，漏包底面的漏眼為1個(gè)，漏眼直徑為4mm。
S40，采用旋振篩制備成-140目的成品用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，其中，旋振篩的篩網(wǎng)直徑為1m。
采用上述技術(shù)方案制備的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，合金粉末的松裝密度為5.4g/cm3，合金粉末的流動(dòng)性為13s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結(jié)形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸承減摩涂層無(wú)鉛化的理想材料。
實(shí)施例2
如圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法的流程圖。
本實(shí)施例的一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，包括以下步驟，
S10，選用重量百分比為89％的銅，7％的錫，1％的鎳，3％的鉍的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1083℃進(jìn)行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Ni和Bi進(jìn)行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1120℃，熔煉時(shí)間為25分鐘；當(dāng)Sn含量小于10％時(shí)，Sn含量的增加有利于提高最終成品的強(qiáng)度；
S20，將合金液進(jìn)行液面除渣后成分檢測(cè)控制在Cu83～89％，Sn7～9％，Ni1～2％，Bi3～7％，不可避免或無(wú)法剔除的雜質(zhì)≤0.3％，成分檢測(cè)合格后升溫至1150℃；配方中加入鎳，提高燒結(jié)件的致密性，改善加工性能，提高力學(xué)性能和耐磨性；
本實(shí)施例中，雜質(zhì)包括硅、鋁、鎂等；
S30，加入玻璃與木炭除渣，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用限制式環(huán)縫噴嘴在空氣下以0.8Mpa氣壓進(jìn)行霧化，高壓氣流擊碎合金液形成合金粉末；其中，限制式環(huán)縫噴嘴噴射頂角為20°，限制式環(huán)縫噴嘴的縫寬為0.5mm，漏包底面的漏眼為1個(gè)，漏眼直徑為3.5mm。
S40，采用旋振篩制備成-140目的成品用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，其中，旋振篩的篩網(wǎng)直徑為1m。
采用上述技術(shù)方案制備的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，合金粉末的松裝密度為4.9g/cm3，合金粉末的流動(dòng)性為18s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結(jié)形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸承減摩涂層無(wú)鉛化的理想材料。
實(shí)施例3
如圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法的流程圖。
本實(shí)施例的一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，包括以下步驟，
S10，選用重量百分比為86％的銅，8％的錫，1.5％的鎳，4.5％的鉍的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1085℃進(jìn)行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Ni和Bi進(jìn)行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1110℃，熔煉時(shí)間為20分鐘；當(dāng)Sn含量小于10％時(shí)，Sn含量的增加有利于提高最終成品的強(qiáng)度；
S20，將合金液進(jìn)行液面除渣后成分檢測(cè)控制在Cu83～89％，Sn7～9％，Ni1～2％，Bi3～7％，不可避免或無(wú)法剔除的雜質(zhì)≤0.2％，成分檢測(cè)合格后升溫至1200℃；配方中加入鎳，提高燒結(jié)件的致密性，改善加工性能，提高力學(xué)性能和耐磨性；
本實(shí)施例中，雜質(zhì)包括硅、鋁、鎂等；
S30，加入玻璃與木炭除渣，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用限制式環(huán)縫噴嘴在空氣下以1Mpa氣壓進(jìn)行霧化，高壓氣流擊碎合金液形成合金粉末；其中，限制式環(huán)縫噴嘴噴射頂角為25°，限制式環(huán)縫噴嘴的縫寬為1mm，漏包底面的漏眼為1個(gè)，漏眼直徑為5.5mm。
S40，采用旋振篩制備成-140目的成品用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，其中，旋振篩的篩網(wǎng)直徑為1m。
采用上述技術(shù)方案制備的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，合金粉末的松裝密度為5.2g/cm3，合金粉末的流動(dòng)性為16s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結(jié)形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸承減摩涂層無(wú)鉛化的理想材料。
實(shí)施例4
如圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法的流程圖。
本實(shí)施例的一種用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末的制備方法，包括以下步驟，
S10，選用重量百分比為83％的銅，8％的錫，2％的鎳，7％的鉍的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1088℃進(jìn)行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Ni和Bi進(jìn)行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1115℃，熔煉時(shí)間為18分鐘；當(dāng)Sn含量小于10％時(shí)，Sn含量的增加有利于提高最終成品的強(qiáng)度；
S20，將合金液進(jìn)行液面除渣后成分檢測(cè)控制在Cu83～89％，Sn7～9％，Ni1～2％，Bi3～7％，不可避免或無(wú)法剔除的雜質(zhì)≤0.4％，成分檢測(cè)合格后升溫至1180℃；配方中加入鎳，提高燒結(jié)件的致密性，改善加工性能，提高力學(xué)性能和耐磨性；
本實(shí)施例中，雜質(zhì)包括硅、鋁、鎂等；
S30，加入玻璃與木炭除渣，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用限制式環(huán)縫噴嘴在空氣下以0.9Mpa氣壓進(jìn)行霧化，高壓氣流擊碎合金液形成合金粉末；其中，限制式環(huán)縫噴嘴噴射頂角為28°，限制式環(huán)縫噴嘴的縫寬為1.5mm，漏包底面的漏眼為1個(gè)，漏眼直徑為4.5mm。
S40，采用旋振篩制備成-140目的成品用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，其中，旋振篩的篩網(wǎng)直徑為1m。
采用上述技術(shù)方案制備的用于生產(chǎn)雙金屬軸瓦材料的銅錫鎳鉍合金粉末，合金粉末的松裝密度為5.3g/cm3，合金粉末的流動(dòng)性為14s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結(jié)形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸承減摩涂層無(wú)鉛化的理想材料。
應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的示例性實(shí)施例是說(shuō)明性的而非限制性的。盡管結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離通過(guò)所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種形式和細(xì)節(jié)的改變。