论文总字数：19760字

摘 要

巴氏合金是由美国人巴比特发明的一种轴承合金，因其具有良好的耐磨性而被广泛地应用于大型轴瓦的制造中。本文提供了一种制造巴氏合金轴瓦的新方法，即使用脉冲MIG焊，将巴氏合金做成的焊丝堆焊到Cu基体上去，通过对得到的堆焊层进行组织和力学性能分析，证明该方法的可行性，并且具有一定的实用价值。

实验证明，在工艺参数设定为焊接电流为100A-110A，焊接电压为13-15V，焊接速度为120cm/min时具有较好的组织形态。将成型较好的堆焊层进行精加工并且使用超声波探伤，发现缺陷均在可控范围内。

组织方面，在所有缺陷中选择缺陷最小的部分进行金相组织观察、Ｘ射线衍射分析和扫描电镜观察，发现巴氏合金脉冲MIG堆焊层组织均匀，硬质相细小，并且没有新相生成；在界面处发生了原子的扩散，形成了冶金结合。

力学性能方面，先将所选的缺陷小的部分加工成标准式样，然后用万能试验机测其界面结合强度、用硬度计测量硬度和硬度分布、用摩擦实验机测量其与轴颈的摩擦系数。实验数据表明，堆焊层的界面结合强度达到了51.16Mp，平均显微硬度为29.99HV，测得无油膜润滑条件下平均摩擦系数为0.34，堆焊层制成的标准圆盘磨损量为3.8mg，销磨损量为1.6mg。

本文的特色在于使用了脉冲MIG焊将巴氏合金堆焊到Cu基体上面去，并且已有的研究中没有使用这种方法的，该方法比起铸造得到的界面结合强度更高。

关键词：巴氏合金；堆焊；组织；性能

Abstract

Babbitt alloy is a kind of bearing alloy invented by Babbitt. It is widely used in the manufacture of large bearing shells because of its wonderful wear resistance. In this paper, a new method of manufacturing Babbitt alloy bearing bush is provided, which is, using pulse MIG to transit the welding wire made of Babbitt alloy to Cu matrix by surfacing. Through the analysis of the microstructure and mechanical properties of the obtained surfacing layer, the feasibility and practical value of this method is proved.

The experimental results show that when the welding current is 100A-110A, the welding voltage is 13V-15V and the welding speed is 120cm / min, it has a better microstructure. Picking up well formed surfacing layer and using ultrasonic flaw detection, it is found that the defects are all within the controllable range.

In the aspect of microstructure, metallographic observation, X-ray diffraction analysis and scanning electron microscope observation were carried out on the part with the smallest defect. It was found that the microstructure of pulse MIG surfacing layer of Babbitt alloy was uniform, the hard phase was small, and no new phase was formed; the diffusion of atoms took place at the interface, which meant metallurgical bonding occurred.

In terms of mechanical properties, the smallest part of the selected defect is processed into a standard pattern, and then the interface bonding strength is measured with a universal testing machine, the hardness and hardness distribution are measured with a hardness machine, and the friction coefficient with the journal is measured with a friction testing machine. The experimental data show that the interface bonding energy of the hardfacing layer is 51.16MP, the average microhardness is 29.99 HV, the average friction coefficient under the condition of oil lubrication is 0.34, the standard disc wear amount of the hardfacing layer is 3.8 mg, and the pin wear amount is 1.6 mg.

The characteristic of this paper is that the pulse MIG welding is used to weld the Babbitt alloy onto the Cu matrix, and the method has not been used in the existing research. The interface bonding strength of this method is higher than that of the casting.

Key Words：Babbitt alloy；hardfacing；microstructure；properties

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 轴颈与轴瓦 1

1.3 巴氏合金性能 1

1.4 有关巴氏合金的研究 2

1.4.1 巴氏合金性能研究 2

1.4.2 巴氏合金轴瓦制备的研究 2

1.5 脉冲MIG焊 2

1.5.1 熔化极氩弧焊（MIG） 2

1.5.2 脉冲喷射过渡 3

第2章 堆焊 4

2.1 堆焊的特点 4

2.2 多层堆焊稀释率分析 4

2.3 堆焊层成分的设计 5

第3章 巴氏合金堆焊层的制备及焊接检验 6

3.1 基体材料 6

3.1.1 纯铜 6

3.1.2 黄铜 6

3.1.3 白铜 6

3.1.4 青铜 6

3.2 焊接材料 7

3.3 焊接设备 7

3.4 焊接工艺 7

3.5 渗透探伤 8

3.6 超声波探伤 9

第4章 巴氏合金堆焊层检测方法与微观组织分析 11

4.1 金相实验 11

4.1.1 取样 11

4.1.2 预磨 11

4.1.3 抛光 11

4.1.4 腐蚀 11

4.1.5 观察 12

4.2 扫描电镜观察 13

4.3 X射线分析 14

第5章 堆焊层的力学性能分析 16

5.1 结合强度的测定 16

5.2 硬度的测定 17

5.3 摩擦实验 17

5.4 对人身安全、环境的隐患及解决办法 18

5.4.1 对人身安全的隐患 18

5.4.2 对环境的隐患 19

5.4.3 解决方法 19

第6章 结论 20

参考文献 21

致谢 22

第1章 绪论

1.1 引言

巴氏合金因其良好的耐磨性而被应用于重型机械的摩擦副中，在重型机械中载荷较大，依靠巴氏合金优异的力学性能能够承受。然而在使用中巴氏合金常出现以下问题，一是因为合金层与基体的界面结合能没有达到使用要求，导致合金层的有效强度被降低，同时散热性能也会被恶化，就会造成巴氏合金的烧损、开裂、脱落；二是由于合金与基体间构成摩擦副的摩擦系数过大，导致巴氏合金轴瓦寿命降低，甚至会造成对轴的过度磨损，这些都是使用过程中要着重避免的。因此，制造出一种界面结合能力较强的、同时摩擦系数较小的的巴氏合金层就尤为重要。

本文主要采用脉冲MIG焊，将巴氏合金做成焊丝，堆焊到选用的Cu基体上去，再经过对所选的试样进行组织观察和力学性能分析，证明该方案的可行性，并且总结出这种方案的优越性。

请支付后下载全文，论文总字数：19760字