制备方法对锡基巴氏合金轴瓦组织及性能的影响

摘要

利用熔化极惰性气体保护(MIG)堆焊工艺,在碳钢背底上堆焊了4.5 mm厚的SnSb11Cu6巴氏合金层作为轴瓦。收集了离心浇铸工艺制作的同种巴氏合金轴瓦样品作为对比样品进行研究。金相分析结果表明:离心浇铸的轴瓦巴氏合金层组织粗大,SnSb硬质相尺寸达到~95μm,同时存在严重的组织偏析现象;而MIG堆焊样品组织细小均匀,SnSb硬质相尺寸仅为~17μm,同时未观察到明显组织偏析,显著优于离心浇铸工艺。结合力测试结果表明:MIG堆焊样品的巴氏合金层与钢背结合力比离心浇铸工艺提高了1倍,达到~80 MPa。利用扫描电子显微镜对结合界面进行分析结果表明:离心浇铸轴瓦与钢背结合界面平滑,界面扩散层较薄;而MIG堆焊样品与钢背结合界面呈锯齿状,增大了接触界面面积,且扩散层较厚,这有利于增加巴氏合金层与钢背的结合可靠性。结合强度测试后的断口分析表明:断裂均发生在巴氏合金一侧,离心浇铸轴瓦断口主要特征为粗大的SnSb相颗粒发生的穿晶解理断裂形貌;MIG堆焊样品断口主要特征为撕裂棱、树枝状Cu6Sn5及二次裂纹。