矿山设备中巴氏合金的浇铸工艺分析

【摘 要】本文通过对矿山设备中的旋回破碎机的偏心套中巴氏合金浇铸工艺的分析，规范了浇铸工艺过程，从而提高轴承乃至整机的质量和寿命，增加了产品的竞争力。

【关键词】巴氏合金；旋回破碎机；轴瓦；偏心套

1 概述

艾萨克·巴比特于1839年发明的一种软基体上分布着硬颗粒相的低熔点轴承合金，简称“巴氏合金”。主要分为锡基和铅基巴氏合金，与其它轴承材料相比，具有更好的适应性和压入性。因此广泛应用于大型船用柴油机、涡轮机、交流发电机、矿山机械和大型旋转机械等。而巴氏合金性能的优劣由轴承合金的材料、合理的结构设计和浇铸工艺决定。浇铸工艺的好坏将直接决定轴承乃至整机的质量及寿命。因此对巴氏合金的浇铸工艺分析是非常必要的。

2 矿山机械中巴氏合金应用举例

在机械工业中，以锡基巴氏合金用量最多，特别是应用在一些重要的机械轴承及汽车轴瓦行业中。锡基巴氏合金大端铸造性、耐腐蚀性及强度、硬度和冲击韧性等机械性能都优于铅基巴氏合金。但铅基巴氏合金在滑动性能方面又优于锡基巴氏合金。而且由于锡价格昂贵，因此从巴氏合金的发展方向来看，提高铅基巴氏合金的轴承性能，以此来代替成本昂贵的锡基巴氏合金时未来的发展方向。我公司使用的巴氏合金均为铅基巴氏合金。

图1为PXZ1216液压旋回破碎机偏心套示意图，其基体材料为ZG270-500，巴氏合金材料为ZChPbSb16-16-2。

图1 偏心套示意图

3 浇铸轴承合金的材料消耗工艺定额

3.1 浇铸轴承合金毛重的计算

浇铸轴承合金毛重由4个部分组成，即：

式中： —浇铸轴承合金毛重（㎏）；

—浇铸轴承合金净重（达到图纸设计尺寸）（㎏）；

—冒口和端面部分的重量（㎏）；

—加工余量部分的重量（㎏）；

—浇铸有空档部分需要填充的重量（㎏）。

3.1.1浇铸旋回破碎机偏心套的轴承合金毛重的计算

（1）浇铸轴承扯进的净重W1按图纸给定的重量计算。

（2）冒口和端面加工余量部分的重量W2：

式中： —浇铸后毛坯外径（mm）；

—浇铸后毛坯内径（mm）；

—上端面余量（mm），见表1

—下端面余量（mm），见表1

—轴承合金密度（g/cm3），

；

公式中常数0.8时考虑冒口及端面加工余量部分均为非完整环面而给定的。

表1偏心套浇铸余量

图纸中

合金外径D 加工余量 冒口高度

l 端面余量

c

内径 外径

>300-500 6 6 40 10

>500-800 8 8 40 10

>800-1000 10 10 50 10

>1000-1500 12 12 60 10

>1500 15 15 70 10

（3）内、外径加工余量部分的重量W3：

式中： d—设计图纸中浇铸轴承合金的内径（mm）；

d1—浇铸后内径（mm）；

D—设计图纸中浇铸轴承合金的外径（mm）；

D1—浇铸后外径（mm）；

L—设计图纸中浇注轴承合金的高度（mm）。

（4）浇铸有空档部分填充重量W4（见表2）

表2 偏心套有空挡部分重量W4（单位：㎏）

W4 合金内径d

>200-1000 >1000

合金

高度L

>1000 50 60

3.2 浇铸轴承合金材料的消耗工艺定额

（1）浇铸轴承合金材料消耗工艺定额按下式计算

式中：Q—浇铸轴承合金单件消耗定额（㎏）；

W—浇铸轴承合金单件毛坯重量（㎏）；

K—利用率系数，一般取0.97。

（2）浇铸轴承合金挂锡材料消耗工艺定额

式中： —挂锡消耗定额（㎏）； —轴承合金消耗定额（㎏）；

4 轴承合金的浇铸

4.1 零件浇铸前的处理

（1）工件加工后，浇铸表面无锈蚀和油浸时，可以不进行酸洗，只将待浇铸表面擦干即可。

（2）工件加工后，如有锈蚀和油浸时，必须进行酸洗、碱洗、热水洗和冷水洗处理。

（3）将清洗过的零件，进行预热后，再将其表面在加热过程中所产生的灰尘及氧化物进行认真清洗。

（4）待浇铸的表面，必须涂好溶剂后挂上锡底。

（5）溶剂的配方：（按重量计算）

氯化锌32%，氯化铵2.5%，氯化锡4%，其余为水加至100%。

（6）挂锡衣锡条的成分：

对锡基合金ZChSnSb11-6用纯锡或用70%锡30%铅的锡条；

对铅基合金ZChPbSb15-5与ZChPbSb16-16-2用上述锡条或用30%锡70铅的锡条。

4.2 合金的浇铸过程

（1）浇铸工艺过程：零件清洗零件预热涂溶剂及挂锡底装胎具与零件同时预热浇铸。

（下转第315页）