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申请/专利权人：芜湖美达机电实业有限公司

摘要：本发明公开了一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法，所述SnCu合金镀层电镀在内燃机轴瓦的内表面，所述SnCu合金镀层包括底部镀层和上部镀层，所述底部镀层为含有10％铜的镀层，所述上部镀层为含有1.5％铜的镀层，对SnCu合金镀层进行性能检测，所述性能检测包括热扩散试验、腐蚀试验和穴蚀试验。本发明采用的性能检测包括热扩散试验、腐蚀试验和穴蚀试验，可以快速测量各项数据，得出最佳方案，本发明的实验方法简单，可以得到优异的抗咬粘、耐磨、抗腐蚀、抗穴蚀性能的效果，且不含有毒元素，不需要镍中间层，可适用于铝基和铜基合金层。

主权项：一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法，其特征在于，所述SnCu合金镀层电镀在内燃机轴瓦的内表面，所述SnCu合金镀层包括底部镀层和上部镀层，所述底部镀层为含有10％铜的镀层，所述上部镀层为含有1.5％铜的镀层，对SnCu合金镀层进行性能检测，所述性能检测包括热扩散试验、腐蚀试验和穴蚀试验。

全文数据：一种内燃机轴瓦双层SnCu合金锻层试验方法技术领域[0001]本发明涉及镀层试验方法技术领域，尤其涉及一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法。背景技术[0002]众所周知，内燃机轴瓦在内燃机运行中相比于其它零件，是处于最恶劣的工况下工作的零件。许多理论研究和模拟仿真，都是在基于若干个假设之上，使之适合于摩擦学的理论，从而对轴瓦的特性作出判断。但实际上轴瓦的各种形式的失效现象还是经常发生。人们不得不对其结构设计、尺寸、材料工艺以及相关零件等方面不断地改进与创新，来满足现代内燃机尚性能、局指标和绿色环保等对轴瓦的越来越苛刻的要求。[0003]轴瓦内表面电镀PbSn或PbSnCu镀层早已为国内厂家熟悉并使用。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。[0004]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。传统的铅基镀层被无铅的锡基SnCu镀层替代后，新型镀层能否保持含铅镀层具有的各种性能，甚至于胜于含铅镀层，值得我们去研宄。[000S]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，急需一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层的实验方法，试验出性能最佳的双层SnCu合金镀层，使得轴瓦的各项性能指标都显著提筒。发明内容[0006]基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法。[0007]本发明提出的一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法，所述SnCu合金镀层电镀在内燃机轴瓦的内表面，所述SnCu合金镀层包括底部镀层和上部镀层，所述底部镀层为含有10%铜的镀层，所述上部镀层为含有1.5%铜的镀层，对SnCu合金镀层进行性能检测，所述性能检测包括热扩散试验、腐蚀试验和穴蚀试验。[0008]优选地，所述热扩散试验具体为:采用EPMA分析不同内燃机轴瓦内表面的SnCu合金镀层内的铜含量，然后将电镀有SnCu合金镀层的内燃机轴瓦迅速加热到130°C，定时采用EPMA分析内燃机轴瓦内表面的SnCu合金镀层内的铜含量，并将分析结果制成图表。[0009]优选地，所述腐蚀试验具体为:实验采用热浸入方式，选取不同的电镀有SnCu合金镀层的内燃机轴瓦，加入氯化物，在140-160。：下持续放置150-170h，其中的润滑剂不含硫、氯成分，对产生腐蚀的厚度进行测量，并将测量结果制成图表。[0010]优选地，所述穴蚀试验具体为:将超声波振荡器放入水中，选取一平板作为试件，并选取合金层作为对照组，在试件的表面电镀SnCu合金镀层，并将试件放入水中，超声波振荡器对试件发出2〇kHz的频率，蒸汽水泡的内爆引起穴蚀，并作用在试件上，测量对照组和试仵的质量，并将测量结果制成图表。[0011]优选地，所述SnCu合金镀层应用于大型发动机的二冲程发动机轴瓦或四冲程发动机轴瓦。[0012]优选地，所述腐蚀试验具体为:实验采用热浸入方式，选取不同的电镀有SnCu合金镀层的内燃机轴瓦，加入氯化物，在150r下持续放置160h，其中的润滑剂不含硫、氯成分，对产生腐蚀的厚度进行测量，并将测量结果制成图表。[0013]本发明中，为了保证锻层的性能，必须使铜的扩散越小越好。为此，采用在轴瓦生产期内，在镍中间层中加入一定量的铜，即预扩散法。根据这个思路，提出了一种新型SnCu镀层一双锻层的设计，即底部镀层是一层铜含量高的镀层，上部镀层是一层铜含量低的镀层。这样，上部镀层的成分和结构能满足镀层表面性能要求，而底部镀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。重要的是控制好底部镀层的铜含量，而本发明采用的性能检测包括热扩散试验、腐蚀试验和穴蚀试验，可以快速测量各项数据，得出最佳方案，本发明的实验方法简单，可以得到优异的抗咬粘、耐磨、抗腐蚀、抗穴蚀性能的效果，且不含有毒元素，不需要镍中间层，可适用于铝基和铜基合金层。附图说明[0014]图1为本发明热扩散试验中加热到13TC后SnCu镀层的含铜量的示意图；图2为本发明穴蚀试验中试件结构示意图；图3为本发明穴蚀试验中的各项参数示意图；图4为本发明穴蚀试验中的结果示意图。具体实施方式[0015]下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。实施例[0016]参照图1-4,本发明提出的一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法，所述SnCu合金镀层电镀在内燃机轴瓦的内表面，所述SnCu合金镀层包括底部镀层和上部镀层，所述底部镀层为含有10%铜的镀层，所述上部镀层为含有丨.5%铜的镀层，对SnCu合金镀层进行性能检测，所述性能检测包括热扩散试验、腐蚀试验和穴蚀试验。[0017]所述热扩散试验具体为:采用EPMA分析不同内燃机轴瓦内表面的SnCu合金镀层内的铜含量，然后将电镀有SnCu合金镀层的内燃机轴瓦迅速加热到130°C，定时采用EPMA分析内燃机轴瓦内表面的SnCu合金镀层内的铜含量，并将分析结果制成图表，如图1所示，采用EPMA来分析镀层在加热前后的情况。单层SnCu镀层在100011后，铜失去约5〇%，而双层SnCu镀层铜失去量明显降低，约保留原含铜量的70%。至于厚度，lgm和3gm两种厚度的铜扩散率差别不明显。因此可选择由铜含量3%和10%组成SnCu双镀层结构，使镀层的大部分区域含铜量能保持在2%，以确保良好的抗咬粘能力，并且维持先前的耐磨、抗疲劳等性能。[0018]所述腐蚀试验具体为:实验采用热浸入方式，选取不同的电镀有SnCu合金镀层的内燃析^由瓦，加入氯化物，在140-160。：下持续放置150-170h，其中的润滑剂不含硫、氯成分，对产生腐蚀的厚度进行测量，并将测量结果制成图表。[0019]参照图2-4,所述穴蚀试验具体为:将超声波振荡器放入水中，选取一平板作为试件，并选取合金层作为对照组，在试件的表面电镀SnCu合金镀层，并将试件放入水中，超声波振荡器对试件发出2〇kHz的频率，蒸汽水泡的内爆引起穴蚀，并作用在试件上，测量对照组和试件的质量，并将测量结果制成图表。结论是双层电镀层与传统的铅基镀层比较，具有如下特点:抗穴蚀能力大大增加，约为30倍。[0020]然后又在一台四冲程中速柴油发电机组上装机试验，并用EPMA对试验结果作出分析，结论与试验台的试验结果的评判相近。[0021]所述SnCu合金镀层应用于大型发动机的二冲程发动机轴瓦或四冲程发动机轴瓦。[0022]本发明中，为了保证镀层的性能，必须使铜的扩散越小越好。为此，采用在轴瓦生产期内，在镍中间层中加入一定量的铜，即预扩散法。根据这个思路，提出了一种新型SnCu镀层一双镀层的设计，即底部镀层是一层铜含量高的镀层，上部镀层是一层铜含量低的镀层。这样，上部镀层的成分和结构能满足镀层表面性能要求，而底部镀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。重要的是控制好底部镀层的铜含量，而本发明采用的性能检测包括热扩散试验、腐蚀试验和穴蚀试验，可以快速测量各项数据，得出最佳方案。[0023]本发明中的新型双镀层与传统铅基镀层相比，有优异的抗腐蚀和抗穴蚀性能；B，新型双镀层能有效控制铜的热扩散；C，新型双镀层能有效阻止由于磨粒磨损、腐蚀和穴蚀的混合机理引起的镀层失却，延长了轴瓦的使用寿命。适合于船舶、工程用中速发动机。[0024]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法，其特征在于，所述SnCu合金镀层电镀在内燃机轴瓦的内表面，所述SnCu合金镀层包括底部镀层和上部镀层，所述底部镀层为含有10%铜的镀层，所述上部镀层为含有1.5%铜的镀层，对SnCu合金镀层进行性能检测，所述性能检测包括热扩散试验、腐蚀试验和穴蚀试验。2.根据权利要求1所述的一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法，其特征在于，所述热扩散试验具体为:采用EPMA分析不同内燃机轴瓦内表面的SnCu合金镀层内的铜含量，然后将电镀有SnCu合金镀层的内燃机轴瓦迅速加热到130°C，定时采用EPMA分析内燃机轴瓦内表面的SnCu合金镀层内的铜含量，并将分析结果制成图表。3.根据权利要求1所述的一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法，其特征在于，所述腐蚀试验具体为:实验采用热浸入方式，选取不同的电镀有SnCu合金镀层的内燃机轴瓦，加入氯化物，在140-160°C下持续放置150-170h，其中的润滑剂不含硫、氯成分，对产生腐蚀的厚度进行测量，并将测量结果制成图表。4.根据权利要求1所述的一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法，其特征在于，所述穴蚀试验具体为:将超声波振荡器放入水中，选取一平板作为试件，并选取合金层作为对照组，在试件的表面电镀SnCu合金镀层，并将试件放入水中，超声波振荡器对试件发出20kHz的频率，蒸汽水泡的内爆引起穴蚀，并作用在试件上，测量对照组和试件的质量，并将测量结果制成图表。5.根据权利要求1所述的一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法，其特征在于，所述SnCu合金镀层应用于大型发动机的二冲程发动机轴瓦或四冲程发动机轴瓦。6.根据权利要求3所述的一种内燃机轴瓦双层SnCu合金镀层试验方法，其特征在于，所述腐蚀试验具体为:实验采用热浸入方式，选取不同的电镀有SnCu合金镀层的内燃机轴瓦，加入氯化物，在150°C下持续放置160h，其中的润滑剂不含硫、氯成分，对产生腐蚀的厚度进行测量，并将测量结果制成图表。

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