高铅青铜双金属轴承的铅偏析及其防止方法的研究

高铅青铜双金属轴承的铅偏析一一一 、 一一 里 丸 、、 ·气 一一 ’ 一 一一一一及其防止方法的研究一 无锡机床厂 陈先河 丁邦泰 祖全林 引 言 高错 青铜是一种很有价值的轴承合金 。 一般工业 上常用的铅青铜牌号为 , 其含铅量为 一 。 这种铅青铜的组织 , 是在硬的铜基体中 均匀分布着许多呈软质点的铅 , 使它具有很 高的疲劳强度 、 耐磨性和导热性 , 并在承受 冲击 负荷时产生裂纹的倾向小 。 因此 , 主要 用于制造重负荷 、 高 速 下 工 作 的 重 要 轴 承“ , 。 此外 , 用铅青铜代替锡青铜 作 轴 承 材 料 , 不仅改善了轴承的使用性能 , 而且可以节 省大量的铜和稀贵的锡 , 从而降低 了成本 。 由于铅青铜具有以上许多优点 , 因而广 泛用于制造精密机床 、 航空发动机 、 汽车发 动机 、 坦克发动机 、 拖拉机以及其它大功率 发动机上的轴承 。 但是 , 由于铜 与铅的熔点相差悬殊 以及 合金木身的凝固特性 , 从 一 合金 状 态 图 图 可知 , 含铅量为 的合金 , 在 浓态下 虽然能形成单一的均匀液相 , 但在液 相线 以下就有铜的 初晶析出 , 并在 ℃时 发生偏 晶反应 。 在固态下 , 则由于铅不溶于 铜 , 铅是以独立的相分布在铜的基体中 , 因 而很易产生区域偏析 , 同时 由于 铅 的 比 重 比铜的 比重 大很多 , 所 以 又很容易发生比重偏析 ‘ “ 、 “ 。 这给铅 青 铜 的铸造带来 了很大的困难 。 在生产中 , 高铅青铜双金属轴承的主要 缺陷正是错偏析 , 而且 由于影响铅偏析的因 索很多 , 又 比较难 以控制 , 加上国内目前对 影响铅偏析的各项工艺因素又很少有人进行 比较系统的试验和研究 , 因而使铅青铜双金 属轴承的浇注质量 普遍不高 , 均不 同程度的 存在着错偏析现象 。 门门尸尸尸 门门习习门门「「门门 一一一一一一一 卜卜 瓦瓦瓦瓦 门门门门门 一 、 一 〕〕 一一一一习习习 广广广广广 因因日日 周周周周周周 刀刀仄仄下刁刁砚砚丽丽晰晰日日 户户 公公 厂刁刁门门曰曰门门 ’ 厂厂 咫咫咫翻翻口口口口口口口口口口口口口口泣〕〕幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽幽 响 ,, 压石 】】二云沙间间巴尸门门厂 ,, , 阅 阿阿旧旧尸尸 ,,尸 尸 浦污污尸气气呀矛矛 勺勺 尸尸尸尸‘‘‘‘‘ 门门甲 ,, ,,洲洲闪闪氏氏刁刁 口口口口口口口口口口口口己己 同同同同同同月月囚囚门门门门 日日目目 曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰门门门门 尸尸引引 ,,,,,, 」」目目门门门 门门厂厂厂 巨巨二二巨二二巨二二〔川川匹匹国国泣二二庄二二口口泣泣泣一一一〔一 ,, —一二刃刃「 飞飞尸 , ,, 刁刁口口口口口 一门门门门门门门门日日曰曰 口口口口口 伍伍 于于网网门门曰曰日日曰曰 曰曰曰厂 曰曰日日日日曰曰日日日日 图 良 一 ‘尸卜伏态图 因此 , 对影响铅偏析的各项工艺因素进 行比较系统的试验和研究 , 以便摸索规律 , 寻找克服铅偏析的有效办法 , 这是当前急待 解决的一项重要课 。 本文将通过在生产条件下系统地研究各 种工艺 因素对铅偏析的影响 , 并对铅偏析产 生的原因作简要的分析 , 以提出控制铅偏析 的最佳工艺参数 。 并采用添加硫 、稀土 、锡 、 镍等元素来进一步克服铅偏析现象 , 以提高 其 高错青铜双金属轴承的质量。 仁试验所有的金相照片 , 其钢层组织 二亡 用 石硝酸酒精溶液进行腐蚀的 。 铜层均未 经腐蚀 。 试验条件相 方法 我厂 ‘ 生产的无心 磨 床 上 的 主 轴 勃 承 瓦 , 其外壳均为 巧 钢套 , 而内衬均为 向 铅青铜材料 。 为了保证机床的设计精度和 使 用性 能 , 轴承合金的成分应均匀一致 、 晶粒细小 、 铝分布均匀 、 无大块铅偏析 、 裂 纹 、 脱壳等缺陷 。 本试验所用试样共有两种规格 , 其具体 参数见 表 。 因素 , 均对铅偏析有不同程度的影响 。 为 了确定每个工艺因素对铅 偏 析 的 影 响 , 并找出较合理的工艺参数 , 试验时 , 仅 改变某一个工艺因素的参数 , 而固定其他工 艺 因素的参数 , 同时也不添加附加元素 。 附加元素的试验 , 是在选择一定的工 艺 参数的条件下 , 改变元素的加入量 。 附加元 素的加夕、量分别 为 、 。 、 、 、 。 、 。 三 、 试验结果及其分析 表 习开甲邵 书理牛下 ⋯一 一 ⋯ 一中 巾 , 、, 。 。 , 一 均诩 训 · 。 一 了 一 · 。 显其自表见且里铁含及数。参。。仲乙工验图试见共织,卜动︸代验微 我厂生产的高铅青铜双金属轴承的浇注 方法 , 是采用卧式离心机浇注的 。 共有四种 转速 , , , 转 分 , 由皮带 轮调节 。 离心机上装有冷却装置 , 用水和压 缩空气通过 只喷咀进行冷却 。 钢套的加热 和铜铅合金的熔化 , 分别在两只碳化硅棒电 阻护内进行 。 影响铅偏析的工艺因素很多 。 对于离心 浇注 , 我们认为 加热方式 、 浇注温度 、 线 速度 、 空冷时间 、 冷却速度以及附加元索等 一 加热方式的影响 加热方式有两种 一种口 封闭式加热 。 即将铅青铜中间合 金锭块直接装入已清洗干净的钢套毛坯内 , 焊上两端的盖 、 底板 , 将合金锭块封闭在钢 套内一起放在炉内加热 , 待合金 锭 块 熔 化 后 , 立即装夹在离心机上旋转和喷水冷却 。 另一种叫分开式加热 。 即将中间合金锭 块与钢套分开进行加热 —中间合金锭块装在小石墨甜涡内 , 放在一只碳化硅棒电阻炉 内进行加热熔化 , 而清洗干净的钢套毛坯焊 上两端盖 、 底板后 注意在盖板上应钻一个 小 小 毫米小孔 , 放在另一只碳化硅 棒 电阻炉内加热。 然后将熔化好的合金液取 出 , 进行充分搅拌 , 浇入同时加热好的钢套 内 从钢套盖板上的 小川 小 毫米小孔浇 入 , 立即装夹在离心机上旋转和喷水冷却 。 租叹上两种加热方式 , 分别进行多次试 表 冷间水时冷间空时浇浇 注注 温温 度度 度 离心机 转 速 转 分 秒 秒 喷 水 喷 咀 轴承合金工 作 压 力 数 量 一 层 内含铁量 〔公斤 , 厘米 只 肠 、 。 加方样号试编 · 注 试样毛坯尺寸 小吕 中 。“ 图 试样里限分开加 热 的显微 组织 时间太长 , 两层液体来不及相互扩散成为 单一均匀的液体 , 加 上又无法进行搅拌 , 因 此 , 浇注后容易产生铅的 比重偏析 。 此外 , 因中间合金在钢套内同时进行高 温加热 , 合金与钢套相互杖触亡时闷较长 , 致使钢套扩散到合金派内就铁工普遍软产 。 一般均大于 , 严重刚达 协 土 。 爪时 , 合金内容易出现夹渣现象 。 这将大大民恶化 合金的使用性能 。 二 浇注温度的影 响 浇注温度 , 系指合金浇入钢套时的瞬时 温度 。 采用铂锗一铂插入式热电偶测定 , 选 择 ℃、 ℃、 ℃、 ℃、 ℃ 等五种浇注温度进行试验 , 其他工艺参数见 表 。 表 钢套加热 祖度 时 间 度 ’ 分 合机 空冷 水冷 时闭时间 高转 转 分 秒 秒 喷 水 喷咀 ⋯ 一 压 力 ’数量 公斤 厘米 只 一 注 试样毛坯尺寸 小 中 试验结果表 明 , 浇注 温 度 为 ℃一 ℃时铅偏析严重 , 同时还容易产生一些 夹渣 图 、 , 而在 ℃一 温度下浇 图 试样 封 闭加 热 的显 微组 织 一 只 试验结果和生产实践表 明 , 采用分开加 热方式较封闭式加热优越 , 它不仅可 以减小 铅的偏析而且可 以减少铜层的含铁量 见 表 , 提高了合金的使用性能 。 由于封闭式加热是合金锭块直接在钢套 内熔化 , 铅因熔点低 、 比重大首先熔化且逐 渐下沉在合金液的底部 , 而铜则浮在合金液 的上部 。 虽然温度超过液相线 , 铅可 以溶解 在铜内形成单一均匀液相 , 但由于高温加热 的时间较短 为了使合金不致氧化也不允许 图 试样 浇注 温度 为 七 的 显徽组 织 翼蘸︸纂 图 试样 浇注 温度 为 ℃ 的显微组 织 图 试样 浇注 温度 为 ℃的 显微组 织 水 图 试样 浇注 温 度 为 ℃的 显微组 织 注的轴承合金其铅偏析大大减轻 , 显微组织 较为满意 图 、 。 但进一步提高浇注 温度至 ℃时 , 则未见铅偏析 有 进 一 步 的 改善 如图 。 这一方面是由于合金在柑锅中熔化时 , 铅比铜先熔化 , 且前者比重又较大 , 必然是 分成两层溶液 。 要达到平衡状态下均匀的液 相 , 除了温度要超过液相线温度外 , 还需要 一个扩散过程 。 但当温度较 低 时 , 扩 散 较 慢 , ’ 即使搅拌也难 以达到均匀的单一液相 。 反之 , 则有利于扩散 。 图 试样 浇注 温度 为 ℃的 显 微组织 另一方面可能由于含铅量为 的铜铅 合金 其液相线温度在 ℃左右 , 当浇注温度 偏低为 ℃时 , 浇入钢套的合金温度已经 接近于或略高于液相线温度 , 在钢套装夹至 离心机上以及空冷的一段过程中 , 合金温度 必然进一步下降 , 可能低于液相线并有铜的 初 晶析出 , 此时尚未喷水 , 冷却速度缓慢 , 初晶可能得到进一步长大 , 同时使剩余液相 更加富铅 。 两者都会促使铅偏析的产生 。 但 浇注温度再进一步提高到 ℃时 , 虽然浇 注时合金可能是单一的均匀液相 , 然而冷却 逮度较慢 , 使结晶粗大 , 这对合金的组织也 是不利的 。 三 线速度的影 响 分别用 米 秒 、 。 米 秒 、 米 秒 、 米 秒四种线速度进行试验 。 其它 工艺 参数见表 , 显微组织见图 、 、 认 表 浇注 温度 度 空冷 时间 秒 竺口竺王止 。 二 竺 注 试 样毛坯尺寸 小 小 撇撇撇 图 试样 线速 度 , 米 秒 ‘ 图 器试样 线速度 二 米 秒 图 试样 线速度 米 秒 又 试验结果清楚地表明 , 随着线速度的提 高 , 铅的偏析愈严重 。 当线速度为 米 秒 时 , 则铅偏析十分严重 。 众所周知 , 离心力 图 毋试样 线速度 米 秒 义 的大小对铅的比重偏析产生直接的影响 。 然 而 , 在实际生产的条件下 , 离心力的大小是 无法直接控制的 。但是 , 当钢套毛坯大小确定 以后 , 其离心力仅取决于线速度或转速之大 小 。 在生产中 , 线速度或转速是比较容易控 制的 。 只要能控制线速度或转速 , 也就间接 地控制了禽心力 。 我们假设在图 中 , 铜层内 有 一 微 粒 , 其质量为 , 旋转半径为 , 钢套旋转 时的角速度为 。 , 则微粒 在钢套旋转时所 受到的离心力为 〔 二 。 二 浪 一 一一 式中 一离心 力 公斤 , 一 铜 层 内径线速度 米 秒 了、 ‘ 鲤奎 、 必“ 了二不之 少 色 , 州兰厂 图 了 冉,嘴造 ,水灸易截狱斯受列 的冉 , 动示急图 由上式可知 , 离心力与线速度的平方成 正 比例关系 。 如果增加线速度 , 离心力则 以平 方关系随之增大 , 因而就会加剧铅的比重偏 析 。 因此 , 采用离心浇注高铅青铜双金属轴 承琦 , 线这度不能选择得太大 , 但如菜选拜 得太小 , 又因不能产生足够的离心力 , 将使 合金出现疏松 、 夹渣等缺陷 见图 。 我们经过多年生产实践 , 认为采用离心 浇注高铅青铜双金属软承时 , 为了防止铅的 比重偏析 , 把线速度 控制 在 米 秒 的范围是比较合适的 。 对于小的轴承 , 选择 下限值 , 对于大的轴承 , 选择上限值 。 四 冷却速度的影晌 生产实践表明 , 冷却速度的快慢是影响 铅偏析的重要因素之一 。 因为合金内形成藉偏析也是需要一个时 间过程的 。 如果冷却速度慢 , 这个时间过程 就较长 , 铅偏析可 以充分地进行 , 因而铅偏 析愈严重 。 如果冷却速度快 , 这个时间过程 就短 , 铅偏析就难 以进行 , 因而不容易产生 铅偏析 。 采用快速冷却的方法 , 就在于把产生铅 偏析的时间过程控制在极短的范围内 , 从而 促使合金液中的铅在极短的时间内来不 及析 出即全部凝 固 。 我厂在离心浇注高铅青铜双 金 属 轴 承 时 , 是采用水加压缩空气 , 在喷咀内混合后 , 同时喷到钢套上进行冷却的 。 在浇注温度一 定的情况下 , 冷却速度的快慢不仅与冷却水 的压力和流量大小有关 , 而且还与钢套的大 小和厚度有关 。 显然 , 钢套尺寸愈大 , 厚度 愈厚 , 则冷却速度愈慢 。 用二种不同的冷却速度进行试验 , 其具 体工艺参数见表 , 其显微组织见图 、 巧 。 试验结果表明 , 冷却速度快 , 不仅铅偏 析少 , 组织较均匀 , 而且晶粒较细 。 相反 , 试试 样样 冷却速度度度度度 钢套加热 空 冷 水 , 一 编编 号号 度 秒 温 度一 一一 “ 二二 时 间 时 间间 喷 水 喷 咀咀 冷却终止止 温温温温 度 时 间 一世州三竺 压 力 一数 量量 温 度度,,,,, 、 , , 、 、 转 分分 公斤 厘米 只 度、、、、、、、、、、、“ , 、万夕 ——⋯一一 ⋯一百一一一一一一一一,, 。 不一 一一 一 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘。 ⋯⋯ 注 试样毛坯尺寸为今 小 毫米 冷却速度慢时 , 则铅偏析严重 , 而且晶粒也较粗大 。 夔夔毅黔蘸淤淤 肠肠甘砚别肠邵眼 益委策裂翻匆翻膝膝 鬓鬓熊巍然粼蒸鬓鬓 图 试样 冷却速度 度 秒 只 图 试 样 冷却速 度 二 度 秒 需要指出的是 , 在离心浇注时 , 冷却速 度 目前尚无法直接测出 , 而是根据浇注温度 减去冷却终止温度 , 用冷却时间平均计算所 得 。 可用下式表示 二 一 度 秒 式中 —平均冷却速度 度 秒 —浇注温度 度一终止温度 即停止喷 水 冷 却 时 , 钢套内表面 温度 度 —冷却时间 指合金浇入钢套内至停止喷水冷却的一段 时间 度 五 空冷时间的影响 所谓空冷时间 , 系指盛有合金液的钢套 在离心机上开始旋转至喷水冷却前的一段时 间 。 分别用 秒 、 秒 、 秒 、 秒四种空冷时 间进行对比试验 。 其工艺参数见 表 , 铅在 合金内的分布采用剥层分析法测定 , 见图 , 显微组织见 图 、 。 图 中的曲线表明 , 当空冷时间为 秒 时 , 铅沿着钢套径 向的分布是愈 靠 近 结 合 层 , 则铅的含量愈 高 , 这显然是在较长的空 冷时间内 , 由于离心力的作用 , 铅有充分的 时间由自由表面逐渐 向钢壁 结合层 移动 , 而容易发生比垂偏析之故 。 空冷时间为 秒时 , 铅含量的分布曲线 有所不同 , 曲线 出现了拐点 , 即铅含量最高 点是在距结合层 毫米左右 。 这是 由 于 空 冷时间较短 , 铅在离心力的作用下比重偏析 不至太大 , 即受到快速冷却 , 靠近结合层首 先结晶 , 并且晶粒很细 。 开始是 以柱状晶逐 渐 生长 , 同时将部分铅向 自由表 面 方 向 挤 压 , 这样 , 铅从内外两个方向同时向次层聚 试试 样样 空 冷冷 浇 注注 钢 套 加 热热 转 速 ⋯水 冷冷 喷水压 力力 喷咀数量量 编编 一 号号 时 间间 温 度度度度度度度度度 , 时 间间 公斤 厘米“ 只⋯⋯⋯秒 度 温 度度 时 间间 转 分 一 秒 度 秒 参参 注 试样毛坯尺寸 今 小 哪 一 万万万万一 洲洲厂厂厂 火火、 丽丽丽丽 入入入入入入 比比比比比 万万四四四 一一一一芍芍 乌乌卜 ··、、、、、、、、、、、、、、、、 一一一一夕夕夕夕 ’’ 又又又又又又又⋯⋯⋯ ⋯ , 秒秒秒秒秒秒 、、、、、、、、、、、、、、 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、丈丈夕 ——————— ,,,,,,,,, 、、 脚‘‘‘ 一一「二二二 一一一一一一一一一一一一一一一一一 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一一一 了 之 么犷 厌 脚邢 空冷时间,块饰的澎响 图 试样 空冷 秒的显微组 织 义 图 试样 空冷 一 秒 , 的显徽组织 集 , 因而使次层含铅量最高 。 空冷 秒和 秒的结果 与图 中空冷 秒的曲线类似 。 试验结果表明 对于铅青铜的双金属轴 承离心铸造 , 由于铅青铜的凝固特性及离心 铸造的特点 , 铅的偏析是不可避免的 。 而且 通常总是按 图 的曲线沿径向分布的 。 问题 是如何控制这种偏析不至太大 , 更重要的是 使铅的分布均匀 , 不出现局部的 大 块 铅 聚 集 。 同时 , 我们还可以利用这种特点 , 为保 证轴承工作层内的铅含量 在 写 范 围 内 , 在配制中间合金时 , 应按下限 配 料 。 这样制成的轴承 , 其工作层含铅量是完 全可以满足设计要求的 见表 。 如果配 料时含铅量为 或更高一些 , 那么轴承工 作层的实际含铅量就会超过 。这样 , 铅偏 析就会更加严重和更加难 以控制 。 表 异爪弃簇笋 六 附加元素的形呐 不少资料指出 “ ‘ , 要‘ , 〔。 ’, 在高铅青 铜合金中加入能溶于铜的第三元素 , 对细化 晶粒 , 防止铅偏析均有一定的效果 。 我们用硫 、 混合稀土 、 锡 、 镍等几种元 素 , 以不同添加量加入到铜铅合金中进行试 验 , 发现它们对错偏析和合金组织均有不同 程度的影响 。 加硫的影响 由于采用直接加硫法 , 操作困难 , 不安 全 。 因此 , 采用加硫化铅的方法 。 分别 以 、 、 、 、 、 的硫化铅加入到合金中进行试 验 。 具体工艺 参数见 表 , 显微 组 织 见 图 、 、 、 、 夕 、 。 表 件一二注 试样毛坯尺寸为 小 小 图 试样 加 硫化铅 的显微 组 织 又 图 , 试样 加 。 硫化铅 的主徽 组织 与前面不加硫化铅的显微组织比较 , 发 现硫化铅加入后 , 使合金的组织有明显的改 善 。 树枝状晶比较发达 , 而且当硫化铅加入 量增加到 写时 , 树枝状 晶越明 显 , 铅 的 分布越均匀 、细小 。 但是再将硫化铅的加入量 增加到 和 时 , 其显微组织未见有 更进一步的改善 。 这说明 , 硫化铅的加入量 为 时较好 , 再增加其加入盆不但没有乡 馨辨粼 国 邝 试样 加之 硫化铅 的显微 纽 织卿 一 撇盯 试样 加 。 硫化铅 的显 微 组 织 滩 图 协试样 加 硫化 铅 的显微 组 纸 火 大意义 , 而且由于含硫量的增加会增加合金 脆性 , 反而有害 ““ ’。 一 由于舔与铜在液专时 , 可以互溶 在固 态时 , 形成高熔点的硫 化 亚 铜 ‘ “ 化 合物 , 在快速冷却条件下 , 此化合物形成若 干分布均匀的结晶核心 , 从而细化了晶粒 。 因此 , 可以阻止铅的偏析 。 ’、 加稀土的影响一 ’ 在铜铅合金液中分别加入 、 。 、 、 的混合稀土 其中含混台稀上 图 试样 加瓦心 硫化姐的显橄 组 织 、 数见表 沛 ,进行斌验 , 其工艺渗 其显微组织大部分为均匀的树枝状组织 见图“ 、 ““、 、 。 这可能是该手稀 土有促使铜铅合金的 初 晶结晶范围变宽 的 作用 , 因而组织中树枝晶较发达 。 锡为 , 树枝 晶的发展主要是在这二砷内进行的 ‘ ’。 此外 , 因稀土中的钟与铅能生成高喀点的化 合物一铅化饰 ’ 其熔 点 为 切 〔‘ , , 该化合物在合金液中可能作为结晶核心 , 使 吞 晶粒细化 , 从而能阻止铅偏析 。 但仅仅当混合 较为满意的组织 。 稀土的加入量在 时 , 才能得到 表 挂 稀铆 浇注 一燮塑色一 川鱼 ⋯咒 ⋯置 ⋯墨’ 二 ‘ “ 三 ’ ⋯二二⋯下画⋯⋯三三 星兰 · 。 ‘ , 。。 ‘。 。 · 温温度度 时间间 度 分 空空冷冷 水冷冷 喷 水 ⋯喷咀咀咀咀 时时间间 时间间 压 力 产量 秒 秒 公斤 厘米 ⋯些些 。 。 。 注 试样毛坯尺寸 小 小 图 月 非试 样 加 。 稀土的显微组 织 义 图 试样 加 稀土的显微组 欠 织 图 试样 加 。 稀土的显很组 织 图 试样 加 稀土的显微组 织 名 需要指出的是 , 在试验中发现 , 当稀土 加入量在 以上时 , 由于产生氧化 夹 杂 物 , 使合金的流动性显著降低 ‘ “ , , 因此 , 稀土 的加入量应控制在 。 范围内较好 。 加锡的影响 分别 以 、 、 、 。 、 、 的锡加入 到高铅青铜中间合金 中进行试验 , 具体工艺参数见表 。 表 试试试 锡 的的 浇注注 钢套加热热 转速速 空冷冷 水冷冷 喷 水水 喷咀咀 轴 承合金金 样样样 加入量量 温度度度度度度度度度 转 分 时间间 时间间 压 力力 数量量 内的含锡量量编编编 肠 度 温度度 时间间间 秒 秒 公斤 厘米“ 只 肠 一一 号号号 度 分 。 。 , ,, , ,, , ,, ””” ”” , ,, ”” 。 ,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 禅禅 , ,, , ,,, ”” , ,, , ,, ”” ”” 。 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 奋奋 。 , ,, , ,, , ,, , ,,, , ,, ”” ”” 。 , ,, ”” , ,, , ,, , ,, ”” ”” ”” 。 , ,, , ,, , ,, , ,, , ,, , ,, , ,, ”” 。 注 试样毛坯尺寸为 小 小 毫米 试验结果表明 , 锡的加入对防止铅偏析 明显的网状分布 , 而且随着锡加入量的不断 的作用不如加硫化铅和稀土显著 。 而且锡的 增加 , 球状铅的数量也有所增加 见图 、 加入 , 对合金的金相组织有所改变 。 使铅一 。 我们认为这种孤立的球状铅对于提高 般呈点块状分布 , 部分铅凝聚成球状 , 并呈 合金的强度及减磨性能是有利的 。 图 试样 加 。 锡的 显微组 织 丫 加镍的影响 分别以 、 、 、 、 。 、 的镍加入铜铅合金中进行试验 , 其工艺参数见表 。 显微组织见图 、 。 从显微组织看来 , 加入 , 。 的 图 试样 加 锡的显撤组 织 、 镍 , 铅偏析仍然较大 , 呈树枝状 晶 , 但晶粒 较粗大 。 当镍的加入量超过 。 以后 , 铅的 分布较均匀 , 偏析也有所减轻 。 但是 , 镍的 加入量超过 时 , 则大大降低 了合 金 的 冲击韧性和耐磨性 〔 ’。 名了 表 试试试 镍的 ,, 浇注注 钢套加热热 转速速 冷空空 水冷冷 喷 水水 喷咀咀 轴承合金金 样样样 加入量量 温度度度度度度度度度度 转 分 时间间 时间间 压 力力 数量量 内含镍量量编编编 肠 度 温 度度 时 ‘ 间间间 秒 秒 公斤 厘米“ 只 肠 号号号号号 度 分 减 ”” ”” , ,, , ,, 争 ”” ”” ‘ ”” 。 , ,, 书书 , ,, , ,, , ,, , ,, , , ,, 。 ”” , ”” , ,, , ,, , ,, , ,, , ,, 奋奋 。 ”” ”” , ,, , ,, , ,, ”” , ,, , ,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,犷犷 。公公 ”” , ,, , ,, , ,, , ,, , ,护护护护 注 试样毛坯尺寸为 小 小 只 毫米 翼 ⋯馨缪擎 鹰 冲 试 样 和 。 导 镍的显微组 织 由此讨见 , 加镍不如加硫化错和稀土对 沛止 ”开偏析钓效果好 , ‘ 四 、 厂 结 论丫 根据上述试验绪果 , 可以得出下列结论 铅偏析产生的根本原因 , 一方面是 由于铜与铅的熔点和比重均相差悬殊 以及该 合金本身的凝固特性造成的 。 另一方面则是 由于离心铸造方法的特点所造成 。 因此 , 铅偏 析是不可避免的 。 但选择合理的工艺参数和 配料 以及添加适量的附加元素 , 都有利于减 少铅偏析 , 特别是可 以避免出现铅的大块聚 集 , 而获得均匀的细晶组织 。 公舀 图 了 试样 加 。 镍的显微组 织 采用钢套与铜铅合金分开加热的 方式 , 有利于减少铅的偏析 。 合金的浇注温度是影响铅偏析的 一个重要的因素 。 浇注 温 度 控 制在 。、 ℃左右 , 可 以减少铅偏析 , 过低或过高 的浇注温度都是不利的 。 冷空时间过长 。秒以上 会加剧 铅的偏析 , 一般控制在 秒左右为宜 。 过大的线速度会增加错的比重偏 析 , 一般将线速度控制在 米 秒 的 范 围内为好 , 小轴承取下限 , 大轴承取上限 。 冷却速度缓慢是造成铅偏析的主 下转策 ,对再 〔 〕 甘 甘 。 盆 及 《 , 二甘 “ 兄 蓝 中 及 》, 江 , , 一 〔 〕 班 及 《 二 江 它 。 刀 丁 二 皿 。动 及 , 〔 〕 二 , 皿 及 二 。 刀 班 刀 刀 几 乃 几 班 及 , 〔 〕 , 二 二 益 丁 承 班 及 几 几 , 卫 刀 江 , 〔 〕 中 二 二 及。 , 中 二 欢 几 月 班 卫 一 , 班 , , 一 〔。〕 , , , , 一 〔 〕 , , , , , , , 一 〔 〕 , , ‘ “ · , · 一 · 〔幻 《袱 江 班 几 二 班 皿 “ 仄 ‘ , , , 一 〔 〕 , , , , 〔 〕 江 《 “ 卫 只 “ 几 几 》 及 〕 , 〔 〕 。 且 。 , 八二小 , 。 , 。 几 几 八 , , 一 〔 〕 工, , 飞 , 且 , , 〕朱培锁 , 陈熙探 , 贾均 , 张宝书 , 刘贤功 , 铝硅合金变质过程的研究 , 年 月 〕朱培钱 , 陈熙探 , 张宝书 , 刘贤功 , 邱岳 , 铝硅合金中硅 的变质及铸铁中石墨的球化 , 《哈工大铸造论文集 》 , 《铁球 》 地 , 上接第 页 要因素 , 在 ℃至 ℃之间 , 平均 以 ℃ 秒 以上的冷却速度进行冷却 , 有利于阻止铅 偏析 。 按 的含铅量配制铜铅中间合 金 , 既有利于减少铅偏析 , 又能使浇注后的轴 承合金内的含铅量达得 一 的要求 。 在铜铅合金内添加 的硫化 铅或混合稀土使合金组织呈明显的树枝状 , 二者对阻止铅偏析 , 细化晶粒均有显著的效 果 。推荐加入 。 嘱的硫化铅或 一 峭 的混合稀土作为防止铅偏析的有效方法 。 在铜铅合金内添加 的锡 可以使铅呈细小点块状和部分球状并呈网状 分布 , 而且球状铅随着锡含量的 增 加 而 增 加 , 锡对防止铅偏析不如硫化铅和稀土显著 。 在铜铅合金内添加 的镍 , 在初步试验中 , 发现它对阻止铅偏析 、 细化 晶粒 , 效果也不如硫化铅和稀土明显 , 还有 持于进一步试验和研究 。 参 考 资 料 门 陶令恒等编译 《有色金属铸造原理 》 , 机 械工业 出版社第 版 〕仇俭等编 铸造用有色金属及其熔炼 》, 机 械工业出版社 年 月新 版 。 〔 〕日刊 《铸物 》 年第 卷 , 第 号第 、 页 。 《特种铸造手册 》 下册 , 机械工业出版 社 年 月第 版 。 〕林松波编著 《双层金属铸造 》 , 机械工业 出版社 。年 月第 版 《铸造有色合金手册 》 , 机械工 业 出 版 社 年 月第 版 。 《国外铸造 》 , 年第 期 〕《国外铜合金熔铸经验选编 》 , 第一机械工 业部新技术先进经验推广联 合 办 公 室 年 月 〔 〕日刊 《铸物 》一 年第 卷 , 第 号 第 、 页 。 〔 〕日 习《铸物 》 年第 卷 , 第 号 第 一 、 页 肠