内燃机轴瓦新型镀层

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1、第27卷(2005)第3期柴油机Vo1．27(2005)No．3DieselEngine写减鹾．：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：内燃机轴瓦新型镀层易智强(七一一研究所，上海200090)摘要：为了满足现代内燃机高性能高指标和绿色环保对内燃机轴瓦越来越苛刻的要求，Daido公司最新开发了一种双层电镀层。经过试验台和样机的装机试验证实，轴瓦的各项性能指标大大提高。在流体动力工况下工作的轴瓦，采用合成(树脂质)镀层是Miba公司近年来的研究成果。已正式推介到发动机中应用。关键词：内燃机轴瓦；双层电镀层；合成镀层中图分类号：TK423．4l文献标识码：A文章编号：l00l一

2、4357(2005)03—0024—05DevelopmentofNewOverlaysforI．C．E．BearingYIZhiqiang(ShanghaiMatineDieselEngineResearchInstitute，Shanghai200090)Abstract：AdoublelayeroverlaywasnewdevelopedbyDaidoCo．Ltdinordertomeetingtheharshdemandstobearingfromhighperformance，hightargetandenvironmentalprotectionofmordenI．C．E

3、．Allkindsofperformancesofthebeatingareprovedbeuerthanbeforebythetestingbenchandtheprototypeengine．MeanwhiletheresearchresultofsyntheticoverlayforbearingsthatusinginhydrodynamicconditionhasannouncedbyMibaCo．Ltd．Nowithasbeenintroducedregularlytotheapplicationinengines．Keywords：I．C．E．beating；doubl

4、elayeroverlay；syntheticoverlay1引言与PbSnCu镀层与合金层之间需要有一层防扩散层以防铅的扩散一样，SnCu镀层同样需要在与合众所周知，内燃机轴瓦在内燃机运行中相比于金层之间有一层防扩散层，来防止铜的扩散，以免其它零件，是处于最恶劣的工况下工作的零件。降低轴瓦的耐磨和抗疲劳性。但在开发过程中发现，许多理论研究和模拟仿真，都是在基于若干个假设若不采取有效措施，当SnCu镀层在工作环境中不可之上，使之适合于摩擦学的理论，从而对轴瓦的避免地被加热时，镀层中的铜会向镍中间层扩散。特性作出判断。但实际上轴瓦的各种形式的失效现图1表示SnCu镀层被加热到130℃后

5、，镀层中Cu象还是经常发生。人们不得不对其结构设计、尺含量随时间的变化曲线。从图2的SnCu镀层金相寸、材料工艺以及相关零件等方面不断地改进与创图中可以看出，铜的扩散使镍中间层上面出现了一新，来满足现代内燃机高性能、高指标和绿色环层富铜层，而在镀层中的铜颗粒相对减少。保等对轴瓦的越来越苛刻的要求。轴瓦内表面电镀PbSn或PbSnCu镀层早已为国F了内厂家熟悉并使用。在人们对环保更为注重的今天，由于Pb的污染，它已被逐渐弃用，取而代之以SnCu镀层已成为发展趋势。2SnCu双层电镀层的开发2．1问题的由来含铅镀层由于铅的存在，使轴瓦的磨合性能、嵌藏性、顺应性、抗咬粘性等良好，但也使轴瓦

6、图1加热到130"C后cu含量随时问变化曲线在磨损、腐蚀、穴蚀、疲劳等方面的失效现象增加，降低了轴瓦的使用寿命。传统的铅基镀层被2．2双层电镀层的提出无铅的锡基SnCu镀层替代后，新型镀层能否保持为了保证镀层的性能，必须使铜的扩散越小越含铅镀层具有的各种性能，甚至于胜于含铅镀层?好。为此，采用在轴瓦生产期内，在镍中间层中收修改稿日期：2004—11—012005年5月易智强：内燃机轴瓦新型镀层·25·加入一定量的铜，即预扩散法。根据这个思路，提轴承座润滑剂进口轴承座出了一种新型SnCu镀层一双镀层的设计，即底层是一层铜含量高的镀层，上层是一层铜含量低的镀层。这样，上层的成分和结构能满

7、足镀层表面性能要求，而底层的高含量铜可以阻止上层中铜的扩散，从而使表层始终保持SnCu镀层本身的优良性能。重要的是控制好底层的铜含量及其厚度(图3)。从图3中可以看出，底层的铜含量选择在10％是最合适的。载荷每次增加5tdPa直至瓦背温度>200℃或电机电流>20A为止!-楹+I_f．童l图2加热到130~C后锡铜镀层的显微结构I霾圈l图4咬粘试验的加载型式不恿幽从试验结果(图5)来看，最佳含铜量为1．5％，随着含量上升，性能下降。然后测定铜含量对机械性能