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滑动轴承减摩层的电镀新工艺(1)

来源:海力轴承网时间:2013-06-21

(中国船舶重工集团公司重庆跃进机械厂吴文俊)
　　[摘要]用正交实验法调查了滑动轴承(又称轴瓦)减摩层电镀液中有关成份的含量及工艺参数对镀层功能的影响；使该电镀工艺得到了进一步优化；明显进步了镀层质量；满意了主机厂新机型对滑动轴承质量的需求.
　　1 前语
　　在内燃机中运用的滑动轴承(又称轴瓦)是易损的要害零件.机械加工结束后；通常在其内外表的基体上先电镀1~3μm厚的镍(Ni)栅阻挡层[1~2]；继之电镀15~30μm厚的铅锡铜(PbSnCu)三元合金减摩层[3~24]；结尾在悉数外表上电镀1~2μm厚的锡(Sn)或铅锡(PbSn)合金防护层[2].
　　在轴瓦的内外表供给减摩层的意图是为了进步轴瓦的减摩性、耐磨性、耐蚀性、镶嵌性、顺应性、磨合性、抗咬合性、抗疲劳强度、抗压强度、承载才能等；然后进步其作业功能；延伸运用寿命；结尾确保主机的高功能运转.
　　通常依据运用需求挑选镀层品种.小型发动机的轴瓦通常运用PbSn6~20二元合金[12~13、16~17、22]；也有运用铅铜(PbCu)、铅银(PbAg)二元合金的.跟着时刻的推移和科学技术的开展；关于大、中型柴油机、内燃机上运用的轴瓦；需求具有负载才能大、运用寿命长；且应具有杰出的润滑性、耐蚀性、耐磨性等功能.实践证明；在传统的铅锡(PbSn6~20)二元合金减磨镀层中参加少数的第三组分元素铜(Cu)就能够明显改善镀层功能[3、10、20].当铅锡(PbSn6~20)二元合金镀层中参加2~3%的铜时；一方面因为铜与锡具有必定的亲合势；在必定程度上按捺了锡向面料(即基体)分散；有利于确保镀层中锡含量及其金相布局的安稳，另一方面；因为参加了铜后；镀层的硬度从本来的HV8~10进步到HV13~15；大大改善了镀层的耐磨性和抗疲劳强度等；然后明显进步了轴瓦的负载才能；运用寿命大幅度延伸.
　　若在面料金属上直接电镀减摩镀层；则镀层中的锡简单向面料分散；使得轴瓦在作业一段时刻后；镀层内的锡含量下降到小于6%(质量).而且无论是铜基合金面料仍是铝基合金面料；其中都富含必定量的铜；分散到面料中的锡能与铜生成脆性大的金属间化合物(Cu3Sn).这样不只使镀层的机械功能下降；而且破坏了面料的布局；至使轴瓦的全体机械功能下降.处理该难题的方法是在面料资料与减摩底层之间电镀一层镍或镍基合金阻挡层(又称栅层或阻挡层)；以按捺锡向面料分散[1~2].
　　锡或铅锡合金防护层除了具有必定的防腐蚀效果外；在轴瓦作业时间还能够分散的方法弥补减摩层中的锡的含量；使其各成分的含量处于相对安稳的状况.别的；因为这层防护层不含铜；相对较软；因而轴瓦在作业的初期就能到达杰出的磨合需求.
　　本文首要调查轴瓦减摩层的电镀工艺.
　　2 开展进程
　　减摩镀层在国外的研讨起步较早.1920年由格罗奥夫(J。Grooff)提出了电镀铅锡合金的榜首个专利；并用于水兵鱼雷储气瓶的内外表电镀；到二十世纪四十年代开端用于轴瓦的电镀.1952年舒尔茨(Schults)提出了在铝及铝硅(AlSi)合金基体上电镀铅锡铜三元合金的专利.1953年舍夫(Schoefe)曾宣布轴瓦运用铅锡铜合金的总述.1976年；Jong Sang Kim；Su ιι Pyun and Hyo Geun Lee宣布了“铅锡铜电镀层的晶面取向及微观描摹”的论文[7].1980年毕比(Beebe)提出含铜2~3%(质量)、锡9~12%(质量)；其他为铜的三元合金电镀出产工艺流程；镀层厚度为15μm.1982年沃特曼(Waterman)等人就三元合金电镀液中铜离子(Cu2+)的置换难题提出了处理的方法.
　　国内关于减摩合金镀层的研讨和使用起步较晚.1960年头；武汉资料保研讨所与海陵榜首配件厂首要研发并用于出产的电刷镀铅锡合金工艺已用于快艇发动机的电镀.二十世纪七十年代中期；上海合金轴瓦厂及上海东造船厂对轴瓦电镀铜锡合金工艺者了较具体的研讨[12~13].1985年；哈尔滨工业大学电化学教研室与中国船舶工业总公司四六六厂共同研讨了铅青铜滑动轴承上电镀铅锡铜三元合金减摩层的工艺；并已用于出产.1989年；Dusanka Radoric宣布了“在氟硼酸盐镀液中以氢醌(对一苯二酚)为添加剂的铅锡合金电镀”的论文16.十十世纪末；南通轴瓦厂的范家华、姜志东21、24；武汉资料保研讨所的曾良宇、杨先桂、王会文8、17；广西桂林内燃机配件厂的秦胜毅9；戚墅堰机车车辆工艺研讨所薛伯生20等对减摩层的电镀工艺从不一样的方面先后进行过不一样程度的研讨；为该工艺在出产使用中的进一步完善奠定了必定的根底.
　　3 难题的提出
　　我厂的铅锡铜三元合金减摩镀层的电镀工艺属国内首创；多年来为我国主机配件商场供给了很多轴瓦.这些年；我厂轴瓦产物定货量逐年上升；而且有些轴瓦产物已打入世界市.哂幸欢康某隹.这充分体现了我厂的轴瓦产物在剧烈的商场竞赛中具有适当强的实力.
　　自1989年到1991年时间；经过咱们的艰苦尽力、重复实验；已从根本上处理了轴瓦镀层起泡、脱皮等附着强度差的丧命缺点难题，消除了基体遭受批量性严肃腐蚀的毛病，克服了批量性壁厚超差；进步了工序才能，废品损失率一向很低；一次交检合格品率逐年进步.
　　但是；镀层粗糙、结瘤、花斑、凹坑、气流条纹等缺点还时有发生；有时还呈现阴极电流密度(DK)达不到工艺规模的表象.
　　减摩镀层的上述缺点直接影响轴瓦产物质量.跟着主机厂机型的不断更新换代、进口机型的国产化及商场竞赛的日趋剧烈；用户对轴瓦产物质量的需求越来越高.商场的竞赛从根本上说就是产物质量的竞赛.在用户对产物质量指标需求日益进步的局势下；咱们面临着改善轴瓦电镀工艺、进一步进步轴瓦产物质量这一新课题的严肃应战.

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