【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及滑动轴承材料制造领域，特别涉及一种铜合金滑动轴承材料及其制备方法。
技术介绍
1、目前在大功率高承载铜合金滑动轴承行业应用的轴承材料，大部分是采用纯铜合金浇铸或者是钢基离心浇铸铜合金的方法制得。鉴于铜合金价格高，浇铸制造的纯铜合金滑动轴承制造成本大，且纯铜合金滑动轴承的承载强度不足。双金属滑动轴承采用钢背基体离心浇铸铜合金方法制备的优势在于，解决了滑动轴承承载强强度不足的问题，且节约了大量的铜合金材料，降低了滑动轴承的制造成本。其缺点在于，浇铸工艺能耗高，工作环境高温高湿，环保压力大，且存在较大的安全风险，且浇铸铜合金组织与钢基的结合力较低，容易出现铜合金剥落问题，浇铸铜合金的组织致密度不足，存在局部疏松缺陷，且铜合金组织的化学成分偏析，致使滑动轴承工作面的耐磨、减磨性能不足。上述缺点限制了浇铸工艺用于制备高承载铜合金滑动轴承的应用。
技术实现思路
1、本专利技术是针对现有技术存在的缺点，提供一种致密度高，结合力好，节约铜合金材料，生产效率高的铜合金轴承材料制备方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的目的是这样实现的：
3、本专利技术所涉及的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，采用机械加工方法去除钢基体材料表面缺陷，并对钢基体待堆焊表面进行预热处理，预热温度为50～250℃；采用冷金属过渡弧焊机器人将铜合金焊丝堆焊至所述钢基体表面，并在保护气氛下于300～600℃温度区间内热处理，得到铜合金滑动轴承材料；
4、所述铜合金焊丝其化学
5、a:sn(5.0～14.0％)，ni(0.02～4.0％)，si(0.02～1.1％)，p(0.02～1.0％)，余量为cu；或
6、b:al(7.0～12.0％)，si(0.02～1.0％)，ni(0.02～2.0％)，fe(0.02～3.5％)，余量为cu；或
7、c:si(1.0～4.0％)，ni(0.02～4.0％)，mn(0.5～1.5％)，zn(0.02～1.0％)，p(0.01～0.5％),余量为cu；
8、所述钢基体材料其化学成分按质量分数计算，包括：c(0.08～2.11％),si(0.15～1.50％)，mn(0.08～1.80％)，p(0.025～0.035％)，s(0.025～0.035％)，cr(0.10～1.2％)，ni(0.05～0.50％)，mo(0.02～0.30％)，cu(0.02～0.30％)，余量为fe。
9、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述机械加工方法为铣削或车削加工钢基体待堆焊表面，其目的是去除钢基体表面的氧化层、锈蚀、表面微裂纹等缺陷；
10、所述预热处理方法采用热风炉加热、远红外陶瓷电阻加热或高频加热方法中的其中一种；
11、所述铜合金焊丝直径为0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、2.0mm。
12、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述冷金属过渡弧焊机器人包括：
13、具有冷金属过渡电弧功能的焊接电源；
14、具有六关节柔性手臂式机器人本体；
15、具有推拉输送焊丝功能的送丝机；
16、具有鹅颈式或直颈式机器人手臂端焊枪；
17、具有使焊接电源和机器人本体以及机器人手臂端焊枪可以联动的计算机主控制器；
18、具有焊接参数和焊接轨迹编程功能的程控编辑器。
19、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：述冷金属过渡弧焊机器人的回转半径为1440～2687mm，焊枪重复定位精度0.1mm；
20、所述冷金属过渡弧焊机器人堆焊焊接参数为，焊接电流50～280a，电弧电压8～28v，焊丝送进速度4～12m/min，焊丝干伸长12～16mm，摆宽6～18mm。
21、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述冷金属过渡弧焊机器人堆焊用保护气体为ar或ar+he；ar气纯度为99.99～99.999％，ar+he的混合比为70％：30％，纯度为99.99～99.999％；保护气体流量为15～25l/min。
22、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述冷金属过渡弧焊机器人堆焊的层间温度为100～150℃；堆焊一层焊缝后，使用不锈钢丝刷清理焊缝层间氧化物、飞溅物；层间清理后继续堆焊第二层焊缝，以此类推，直至堆焊到所需求铜合金焊层厚度。
23、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述堆焊钢基体厚度大于2mm；所述堆焊铜合金厚度大于1.5mm。
24、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述热处理所使用的为升温上限为950～1100℃气体置换型电阻炉；
25、当堆焊铜合金层为组分组合a时，其热处理温度为300～350℃；
26、当堆焊铜合金层为组分组合b时，其热处理温度为350～600℃；
27、当堆焊铜合金层为组分组合c时，其热处理温度为350～600℃。
28、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述热处理的保护气体为n2，ar中的其中一种；
29、铜合金滑动轴承材料厚度为3.5～10mm时，热处理保护气体为n2；
30、铜合金滑动轴承材料厚度大于10mm时，热处理保护气体为ar；
31、所使用保护气体的纯度99.95％。
32、本专利技术还涉及的一种铜合金滑动轴承材料，由上述制备方法制备而成。
33、本专利技术采用冷金属过渡弧焊机器人增材堆焊，其工艺能耗低，工作环境干净环保，且增材堆焊的制备成本低，堆焊铜合金组织与钢基体实现冶金结合，其结合面的抗拉强度高于铜合金组织的抗拉强度，且铜合金和钢基体结合面无裂纹，且堆焊铜合金化学成分分布均匀，致密度达到99.5％以上。本专利技术制备的铜合金滑动轴承材料的承载性、耐磨性、减磨性、顺应性、嵌藏性等滑动摩擦性能均高于市售同类滑动轴承的相关性能。综上所述，增材堆焊工艺制备滑动轴承材料是替代浇铸工艺制备滑动轴承材料的一种优势明显的制备途径。
34、本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，提供一增材堆焊钢基体，并对堆焊钢基体采用机械加工方法去除待堆焊表面的缺陷层，并对钢基体待堆焊表面进行预热处理，预热温度为50～250℃。采用冷金属过渡弧焊机器人将铜合金焊丝堆焊至所述堆焊钢基体表面，形成铜合金堆焊层。并在保护气氛下于300～600℃温度下进行热处理，得到所述铜合金滑动轴承材料。本专利技术采用冷金属过渡弧焊机器人增材堆焊，其工艺能耗低，工作环境干净环保，且增材堆焊的制备成本低，堆焊铜合金组织与钢基体实现冶金结合，其结合面的抗拉强度高于铜合金组织的抗拉强度，且铜合金和钢基体结合面无裂纹，且堆焊铜合金化学成分分布均匀，致密度达到99.5％以上。本专利技术制备的铜合金滑动轴承材料的承载性、耐磨性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，采用机械加工方法去除钢基体材料表面缺陷，并对钢基体待堆焊表面进行预热处理，预热温度为50～250℃；采用冷金属过渡弧焊机器人将铜合金焊丝堆焊至所述钢基体表面，并在保护气氛下于300～600℃温度区间内热处理，得到铜合金滑动轴承材料；
2.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，所述机械加工方法为铣削或车削加工钢基体待堆焊表面，其目的是去除钢基体表面的氧化层、锈蚀、表面微裂纹等缺陷；
3.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，所述冷金属过渡弧焊机器人包括：
4.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，述冷金属过渡弧焊机器人的回转半径为1440～2687mm，焊枪重复定位精度0.1mm；
5.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，所述冷金属过渡弧焊机器人堆焊用保护气体为Ar或Ar+He；Ar气纯度为99.99～99.999％，Ar+He的混合比为70％：30％，纯度为99.99～9
6.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，所述冷金属过渡弧焊机器人堆焊的层间温度为100～150℃；堆焊一层焊缝后，使用不锈钢丝刷清理焊缝层间氧化物、飞溅物；层间清理后继续堆焊第二层焊缝，以此类推，直至堆焊到所需求铜合金焊层厚度。
7.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，所述堆焊钢基体厚度大于2mm；所述堆焊铜合金厚度大于1.5mm。
8.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，所述热处理所使用的为升温上限为950～1100℃气体置换型电阻炉；
9.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，所述热处理的保护气体为N2，Ar中的其中一种；
10.一种铜合金滑动轴承材料，其特征在于，由权利要求1至9任一项所述制备方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，采用机械加工方法去除钢基体材料表面缺陷，并对钢基体待堆焊表面进行预热处理，预热温度为50～250℃；采用冷金属过渡弧焊机器人将铜合金焊丝堆焊至所述钢基体表面，并在保护气氛下于300～600℃温度区间内热处理，得到铜合金滑动轴承材料；
2.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，所述机械加工方法为铣削或车削加工钢基体待堆焊表面，其目的是去除钢基体表面的氧化层、锈蚀、表面微裂纹等缺陷；
3.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，所述冷金属过渡弧焊机器人包括：
4.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，述冷金属过渡弧焊机器人的回转半径为1440～2687mm，焊枪重复定位精度0.1mm；
5.根据权利要求1所述的一种铜合金滑动轴承材料的制备方法，其特征在于，所述冷金属过渡弧焊机器人堆焊用保护气体为ar或ar+he；ar气纯度为99.99～...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹忠慰，姚昌荣，邓建军，
申请(专利权)人：浙江涟屹轴承科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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