電(diàn)弧增材制造技(jì)術在滑動軸承領域的(de)應用（3）

3.1 電(diàn)弧增材制造在錫基巴氏合金化去(jīn)軸瓦上(shàng)的(de)應用

據業(yè)內(nèi)統計(jì)，2017年(ni玩水án)錫基巴氏合金(jīn)鑄錠的(de)消耗量在4000 t左右，直到20白土19年(nián)用于軸瓦的(de)錫基巴氏合金(jīn)仍不器頻超過200 t，因此增材制造在軸瓦領域有(yǒu)巨大的(de)潛力和(hé)社會效益。目朋和前國(guó)內(nèi)軸瓦領域除數家(jiā)龍頭企業(yè)積極引進增材制造少風技(jì)術替代鑄造工(gōng)藝并取得了實效外(wài)，絕大部分中小(xiǎo)企業(yè腦公)由于一次性投入較大及對(duì)技(jì)術書白的(de)可靠性存在顧慮，尚在觀察和(hé)猶豫中。随着下書錢(xià)遊企業(yè)高(gāo)可靠性要求的(de)不斷提高(公不gāo)，大中型和(hé)平面軸瓦将逐步向擁有(yǒu)增材制房喝造技(jì)術的(de)企業(yè)集中。

離心鑄造雖然存在許多不足，但(dàn)作(zuò)為(wèi)成熟技(jì媽件)術且具有(yǒu)鑄造速度快的(de)特點，仍将在亮跳結合強度要求不高(gāo)的(de)小(xiǎo)尺寸、大批量軸瓦制造房裡中發揮作(zuò)用。釺焊作(zuò)為(wèi)軸瓦修複技(jì)術仍将在業(y也又è)界流行，但(dàn)與MIG焊技(jì)術相(電知xiàng)比，自(zì)動釺焊技(jì)術制造軸瓦需要使用助焊劑，增材過程需要保持基體(tǐ離哥)較高(gāo)的(de)溫度，且結合強度優勢不明(míng)顯，不可能成為(wè樹快i)主流技(jì)術，國(guó)內(nèi妹場)首家(jiā)采用釺焊技(jì)術的(de)摩根油膜軸承(上(shàng)海(hǎi))有(刀謝yǒu)限公司已改用TIG焊技(jì)術替代釺焊技(司爸jì)術。

噴塗工(gōng)藝較MIG焊、TIG焊技(jì)術複雜(zá)，且結合強度優勢唱電不明(míng)顯，不具備規模化(huà)技(jì志這)術推廣的(de)基礎。激光(guāng)熔覆增材技(jì)術效率低(dī)商些，成本高(gāo)，不具備實用基礎。

以錫基巴氏合金(jīn)為(wèi)減摩材料的(de)軸關通瓦制造領域，增材制造将替代鑄造技(jì)術的(de)趨勢難以改為裡變。TIG焊技(jì)術雖可獲得較佳增材層(瓦背上(shàng)堆焊一層錫基巴氏合制放金(jīn)層)，但(dàn)堆焊增材速子亮度低(dī)及略顯遜色的(de)結合強度制約了其發展和(hé)推廣；MIG焊技(jì)術雖具有(y你一ǒu)諸多優勢，但(dàn)受到增材過程飛(fēi)濺物(wù文件)的(de)困擾。新型數字化(huà)MIG焊睡民技(jì)術具備的(de)高(gāo)速伺服送絲技(jì)術的(de)出現遠拍(xiàn)，解決了熔滴汽化(huà)爆斷引起的他見(de)飛(fēi)濺難題，進一步提高(電廠gāo)了堆焊增材速度。

文(wén)獻[31]指出我國(guó)已在激光(guāng)-電(di月睡àn)弧複合技(jì)術方面獲得突破，用于不鏽鋼等焊接接頭時(shí)其性能與公計TIG焊相(xiàng)當，焊接效率提高(gāo)了5倍，已廣泛用于國(guó可呢)家(jiā)重大裝備。若該技(jì)術能在軸瓦制造領域學冷應用，将為(wèi)我國(guó)制造出高(gāo)質量和(hé)高(gāo)可少道靠性的(de)滑動軸承發揮重要作(zuò)用。

綜上(shàng)所述，随着各種裝備的(de)發展，特别是應重大裝備國(guó)産化(huà)的(de)要求，軸瓦必然将向高(gāo)效率，高時很(gāo)精度，高(gāo)技(jì)術含量從公，高(gāo)可靠性，長(cháng)壽命和(hé些紅)EHS友(yǒu)好(hǎo)型發展，電(廠但diàn)弧增材技(jì)術符合該發展趨勢，将在行業(yè)內(nèi)得到廣泛應行店用。

3.2 錫基巴氏合金(jīn)成分

錫基巴氏合金(jīn)成分的(de)研究基于高(gāo)可靠性的(d姐訊e)基礎進行，主要圍繞着提高(gāo)結合強度，細化(huà)晶粒，減少偏析，提裡資升高(gāo)溫抗蠕變性能、耐磨性和(hé)抗氧化(huà)性等展開都物(kāi)。Cd類軟釺焊料能提高(gāo)潤濕性，改善焊接性能，民工降低(dī)合金(jīn)熔點，改善合金(jīn)流動性，但(dàn)其劇(jù)烈的熱城(de)毒性在軟釺焊領域被嚴格限制使用；As起謝老到細化(huà)組織作(zuò)用，但(dàn)其毒性也被業(yè)界所關注；Z拍雪n可提升高(gāo)溫抗蠕變性能，但(dàn)Zn是一種極易氧化(huà音這)金(jīn)屬，形成的(de)合金(jī藍計n)潤濕性差,鑄造過程影響結合強度，因此難以在鑄造法生(shēng)産中得到廣泛應國有用；短碳纖維和(hé)碳納米管作(zuò)為(wèi)錫基廠謝巴氏合金(jīn)的(de)增強材料，尚無實際應用前途。

電(diàn)弧增材過程受到氩氣保護，因此錫基巴氏合金(jīn)中不需要添加抗氧化(huà)元素，同時(shí)熔覆層厚度薄自月，冷(lěng)速快，組織得到細化(huà)，不需要添加細化(huà)組織的(de)元黃老素，由于增材過程的(de)高(gāo)溫熔池媽關和(hé)氩氣保護，不需要添加提高(gāo)潤濕性和(hé)降低(dī)合金(j車算īn)熔點的(de)元素；因此錫基巴氏合金(jīn)成分優化(huà)的兵可(de)趨勢主要是以Sn，Sb，Cu為(wèi)基體(tǐ)，添加可提高(gāo)耐磨性的(de)外廠元素(如Ni)和(hé)提升高(gāo)溫算有抗蠕變性能的(de)元素(如Ag，Zn)。對媽

Ni，Ag，Zn等元素的(de)添加将在錫基巴氏合金(jīn)得到工(gōng)業(yè)化(hu術工à)的(de)實際應用，As和(hé)Cd僅音用在特殊行業(yè)使用，添加的(de)其他(tā)改良元素應考慮産業(y老店è)化(huà)難度、環保、成本和(hé)線材加工時遠(gōng)等因素。

3.3 配套的(de)檢測技(jì)術

軸瓦鑄造技(jì)術經過近(jìn)百年(nián)的(de)發展，形成了比較完善的(de)檢測和(hé)評價标準體(t做事ǐ)系。利用電(diàn)弧等增材技(jì)術制備軸瓦，是國(友聽guó)內(nèi)近(jìn)10年(nián好也)才發展起來(lái)的(de)技(jì)術。中做雖然多項持續研究表明(míng)該技(jì)術明藍醫(míng)顯優于常規鑄造技(jì)術，但(dàn)推廣過程仍有(yǒu信媽)困難，因此需要國(guó)家(jiā)層面的(de)技(jì)術支持，完善相(xiàn時費g)關的(de)檢測技(jì)術和(hé)形成新标準體(tǐ)系，有(yǒu)助于加快推廣增材技(熱街jì)術的(de)應用。

3.3.1 形成增材技(jì)術導則

增材制造在軸瓦領域是新技(jì)術，國(guó)內(nèi)外(w時來ài)還(hái)沒有(yǒu)相(xiàng)應的(de)技(jì)術規範，因此需要國(guó)內(nèi)龍能報頭企業(yè)牽頭完成增材技(jì)術導則或規範制下又定，形成國(guó)家(jiā)或行業(yè)标準，引導和(hé)協調上(shà農器ng)下(xià)遊企業(yè)共同推動技(jì)術進步。

3.3.2 錫基巴氏合金(jīn)線材标準

目前國(guó)內(nèi)外(wài)僅有(yǒu)鑄造用錫基巴氏合金(jīn)錠的(de)标作雜準，GB/T 1174—1992的(de)雜(zá)質含量控制較GB/T拍玩 8740—2013的(de)寬兒答，GB/T 12608—2003《熱噴塗  火焰和(爸可hé)電(diàn)弧噴塗用線材、棒材和(雨了hé)芯材分類和(hé)供貨技(jì)術條件(jiàn)》給出噴塗用SnSb8Cu問國4的(de)線材成分和(hé)線徑要求，雜(zá)質含量和(hé)線徑控制要求不嚴格。目前個也國(guó)內(nèi)錫基巴氏合金(jīn)生(shēng)産企業(yè)西亮按照(zhào)各自(zì)企業(yè)兵什标準組織生(shēng)産，産品質量差異較懂湖大。由紹興市(shì)天龍錫材有(yǒu)限公銀學司牽頭，組織國(guó)內(nèi)數家(jiā)軸瓦龍頭企業(yè)、檢測機(jī)知日構、設備供應商向國(guó)家(jiā)有(yǒu)色金(jīn)屬标委會麗但申請立項編制的(de)《滑動軸承堆焊用錫基巴氏合金睡購(jīn)線材》行業(yè)标準已通(tōng)過會議(yì)評審。

3.3.3 更接實際近(jìn)工(gōng)況的(de)腦師疲勞試驗方法

GB/T 18325.2—2009《 滑動軸承秒報  軸承疲勞第2部分：金(jīn)屬軸承材料圓柱形試樣試驗》通(tōng)過折彎方法東人來(lái)檢驗滑動軸承的(de)結合疲勞強度，與實際工(gōng)況的(de)差異較大。文說個(wén)獻[32]采用英國(guó)DANA Glacie慢腦r Vandervell軸承公司的(de)DE972SAPPHIRE(藍(lán)寶石)軸瓦坐北疲勞試驗機(jī)對(duì)軸瓦進行更接近(jì拍弟n)實際工(gōng)況的(de)疲勞試驗，雖然獲得的(de)數據微知較理(lǐ)想，但(dàn)試驗材料均非錫基巴氏合音機金(jīn)，缺乏參考價值。因此，需要國(guó)內(nèi)企業(yè)研究接近(jìn姐農)實際工(gōng)況的(de)錫基巴氏合金(jīn)軸瓦疲勞作到試驗方法，以形成各方共識的(de)國(guó街多)家(jiā)或行業(yè)标準。

3.3.4 高(gāo)溫蠕變試驗方法

錫基巴氏合金(jīn)中添加Ni，Ag和(hé)Zn，通(tōng)過增材制造技(jì)術獲得的(de)減摩層結合強度佳和(hé)高(gāo)溫器為抗蠕變性能優，但(dàn)目前國(guó)內(nèi)外(wài)有(yǒu)關高(道黑gāo)溫抗蠕變試驗方法的(de)标準均是針對(duì)黑(hēi)色金(j這鐘īn)屬的(de)，錫基巴氏合金(jīn)高(gāo)溫抗蠕變試跳司驗方法還(hái)是空白。紹興市(shì)質量技(jì)術監督檢測院牽頭國(guó)內(去地nèi)數家(jiā)軸瓦龍頭企業(yè)、錫基巴氏合金(jīn)線材生(s村弟hēng)産企業(yè)和(hé)檢測機(j數懂ī)構已完成前期準備工(gōng)作(zuò)，拟向國(guó)家(j飛相iā)相(xiàng)關标委會提出立項申請。

3.4 存在的(de)問(wèn)題

軸瓦鑄造技(jì)術較為(wèi)成熟，但(dàn)電(d道器iàn)弧增材等增材制造技(jì)術在軸瓦領域應用時(shí)間(jiān)較短，尚存在一些問(w舊南èn)題，有(yǒu)待進一步研究和(hé)技子試驗。

3.4.1 過細的(de)SnSb相(xiàng)是否會加速軸徑的(de)磨損

普遍認為(wèi)軸瓦減摩層SnSb相(xiàng)的(de)說輛尺寸越小(xiǎo)，其耐磨性越佳。增材制造技(jì)術制得的(de)軸瓦減摩層充分細化(huà)的(票時de)SnSb相(xiàng)固然能提高(gāo理樂)軸瓦的(de)耐磨性，但(dàn)是否能河會引起軸徑的(de)過度磨損尚未得到共識，有(yǒu)待試驗或實際應用數據的(de)驗證。

3.4.2 多次電(diàn)弧堆焊增材是否會影響結合強度

要使電(diàn)弧堆焊增材的(de)錫暗看基巴氏合金(jīn)層堆焊厚度達到5 mm，需要至少2~3次堆焊作(zuò)業(yè)，某企業(yè)發現(xiàn什區)多次堆焊增材後結合強度大幅度降低(dī)至與鑄造技(jì)術相(xiàng)當的開厭(de)水(shuǐ)平，但(dàn)東南大學開(kāi)展的(de)試驗表明(mí姐多ng)多次堆焊作(zuò)業(yè)并不會影響結合強度，業(yè)界分析認為(wè和電i)可能是堆焊時(shí)輸入的(de)物拿能量、速度和(hé)冷(lěng)卻強度參.數的(de)匹配影響所緻。因此，多次堆焊公歌作(zuò)業(yè)影響結合強度的(de)機(jī)理(lǐ)及如何避免該現(xiàn)什短象出現(xiàn)有(yǒu)待進一步研究。

滑動軸承的(de)特點是多材料(雙金(jīn)屬)相(xiàng)互配合以達到支承和(hé)保護湖的轉動軸的(de)作(zuò)用。減摩層(巴氏合金(jīn))的(de)加工(gōng)工(gōn業會g)藝選擇多樣，但(dàn)發展趨勢是短流程和(hé)柔性化(hu討站à)。增材制造是厚壁滑動軸承的(de)一種新工(gōng)藝，在提高(gāo)層山路間(jiān)結合性能的(de)同時(shí)簡化(huà)了工(gōng)藝流程，且适用于愛刀多種結構形式。同時(shí)，電(diàn)弧增材制造設備可以兼容多種材料，為(wèi)票木滑動軸承設計(jì)時(shí)的(de)材料選擇提供了更大的(de)餘地(dì化算)。為(wèi)此，我國(guó)滑動軸承行業(yè)與研究機(jī)構正通(tōng)過材都也料、工(gōng)藝、裝備一體(tǐ)化(huà)開(kāi)發找到木年能提高(gāo)滑動軸承性能，降低(dī)成本和(hé)工(gō人物ng)人(rén)勞動強度，改善生(shēng我現)産環境的(de)有(yǒu)效方法。