專利名稱：鋼-銅復(fù)合套件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼-銅復(fù)合套件，屬于機(jī)械配件制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
銅套件一直受到使用者的青睞，其不但能夠使得轉(zhuǎn)軸與軸承、機(jī)架等配合更加緊湊，同時(shí)能夠很好的保護(hù)轉(zhuǎn)軸，提高轉(zhuǎn)軸的使用壽命。但金屬銅的價(jià)格較高，而且是日益匱乏的重要戰(zhàn)略資源，也是儲量較少的稀缺重金屬。在大型機(jī)械、船舶中廣泛使用的大量耐磨套件大多由銅合金制造，出于節(jié)省貴重資源、降低產(chǎn)品成本的考慮，鋼-銅復(fù)合套件是一種以鋼代銅的途徑。目前國內(nèi)鋼銅復(fù)合結(jié)構(gòu)的制造工藝主要有三類。一是加工裝配法，即先分別制造鋼環(huán)和銅環(huán)，然后分別進(jìn)行機(jī)械切削加工，再將銅環(huán)熱裝或擠壓進(jìn)入鋼環(huán)內(nèi)部；這種方法對加工精度要求高，且大件的熱裝難以實(shí)現(xiàn)。二是在鋼環(huán)內(nèi)部附加銅，即將制造好的鋼環(huán)內(nèi)部采用離心鑄造、燒結(jié)、堆焊等方法，使銅附著在鋼環(huán)內(nèi)部形成一定厚度的銅環(huán)。上述兩種方法工序復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，而且由于鋼和銅沒有實(shí)現(xiàn)界面相熔合，兩種材料交界處總是存在或多或少的間隙，在經(jīng)過長時(shí)間使用后，兩種材料的結(jié)合面容易出現(xiàn)腐蝕、松動等問題，造成設(shè)備精度下降、噪音增大、設(shè)備使用壽命降低。三是將鋼和銅經(jīng)過熱軋做成雙金屬熱軋板材，高溫下鋼銅界面有一定的原子擴(kuò)散，界面結(jié)合比前述套件好，但是最后需要焊接成為套件，且難以制作厚大雙金屬套件，焊接工藝復(fù)雜且難以保證焊縫質(zhì)量。正是因?yàn)樯鲜鰡栴}的存在，鋼-銅復(fù)合套件的應(yīng)用較少。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、能夠滿足使用要求的鋼-銅復(fù)合套件。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種鋼-銅復(fù)合套件，包括銅合金內(nèi)套和鋼質(zhì)外套，在所述銅合金內(nèi)套和鋼質(zhì)外套之間置有鋼銅共熔層。所述的鋼-銅復(fù)合套件，所述鋼銅共熔層其內(nèi)層與銅合金內(nèi)套一體，其外層與鋼質(zhì)外套一體。所述的鋼-銅復(fù)合套件，所述的鋼銅共熔層其材料組成由外向內(nèi)過渡變化，由最外層的100%鋼過渡到最內(nèi)層的100%銅合金。所述的鋼-銅復(fù)合套件，所述的銅合金為鋁青銅或錳黃銅，也可以選用其他銅合
^^ ο本發(fā)明鋼-銅復(fù)合套件的優(yōu)點(diǎn)是在銅合金內(nèi)套和鋼質(zhì)外套的界面形成一個(gè)界面結(jié)合強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的共熔層，細(xì)化了界面中鋼的粗大樹枝晶，能夠延長工件使用壽命。 鋼-銅復(fù)合套件與純銅套件相比，即滿足了耐磨及各種性能上的要求，又節(jié)約了銅原料，降低了生產(chǎn)成本。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明鋼-銅復(fù)合套件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的鋼銅共熔層的掃描電子顯微鏡照片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，一種鋼-銅復(fù)合套件，包括一錳黃銅內(nèi)套1和鋼質(zhì)外套2，在錳黃銅內(nèi)套1和鋼質(zhì)外套2之間為鋼銅共熔層3，鋼銅共熔層3的內(nèi)層與錳黃銅內(nèi)套1 一體，其外層與鋼質(zhì)外套2 —體。所述共熔層3經(jīng)離心工藝形成，如圖2所示，共熔層3中鋼的粗大枝晶被細(xì)化，其材料組成由外向內(nèi)過渡變化，由最外層的100%鋼過渡到最內(nèi)層的100%鋁青銅，中間材料為由外向內(nèi)由鋼多銅少過渡至鋼少銅多，其錳黃銅與鋼組織熔合良好，致密無縮松，大大提高了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，共熔層3結(jié)構(gòu)一次性形成，而且共熔層3的厚度可以根據(jù)具體的鋼-銅復(fù)合套件的使用環(huán)境及應(yīng)力要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，制造時(shí)厚度可控，使用范圍廣泛。實(shí)施例2如圖1所示，一種鋼-銅復(fù)合套件，包括一鋁青銅內(nèi)套1和鋼質(zhì)外套2，在鋁青銅內(nèi)套1和鋼質(zhì)外套2之間為鋼銅共熔層3，鋼銅共熔層3的內(nèi)層與鋁青銅內(nèi)套1 一體，其外層與鋼質(zhì)外套2 —體。所述共熔層3經(jīng)離心工藝形成，共熔層3中鋼的粗大枝晶被細(xì)化，其材料成分由外向內(nèi)均勻變化，由最外層的100%鋼過渡到最內(nèi)層的100%鋁青銅，中間材料為由外向內(nèi)由鋼多銅少過渡至鋼少銅多，其銅合金與鋼組織熔合良好，致密無縮松，大大提高了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，共熔層3結(jié)構(gòu)一次性形成，而且共熔層3的厚度可以根據(jù)具體的鋼-銅復(fù)合套件的使用環(huán)境及應(yīng)力要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，制造時(shí)厚度可控，使用范圍廣泛。
權(quán)利要求
1.一種鋼-銅復(fù)合套件，包括銅合金內(nèi)套和鋼質(zhì)外套，其特征在于在所述銅合金內(nèi)套和鋼質(zhì)外套之間置有鋼銅共熔層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-銅復(fù)合套件，其特征在于所述鋼銅共熔層其內(nèi)層與銅合金內(nèi)套一體，其外層與鋼質(zhì)外套一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼-銅復(fù)合套件，其特征在于所述的鋼銅共熔層其材料組成由外向內(nèi)過渡變化，由最外層的100%鋼過渡到最內(nèi)層的100%銅合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼-銅復(fù)合套件，其特征在于所述的銅合金為鋁青銅或錳黃銅。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼-銅復(fù)合套件，包括銅合金內(nèi)套和鋼質(zhì)外套，在銅合金內(nèi)套和鋼質(zhì)外套之間置有鋼銅共熔層。該鋼-銅復(fù)合套件在銅合金內(nèi)套和鋼質(zhì)外套的界面形成一個(gè)界面結(jié)合強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的共熔層，使得整個(gè)鋼-銅復(fù)合套件與純銅套件相比，既滿足了耐磨及各種性能上的要求，又節(jié)約了銅原料，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號B32B15/20GK102173120SQ201110022368
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者宋忠剛, 宋敬清, 王昕 申請人:青島正大鑄造有限公司