专利名称：高强度弹性金属塑料轴瓦及生产方法
技术领域：
本发明涉及一种水轮发电机组重载推力弹性金属塑料轴瓦及生产方法，尤其是一种高强度弹性金属塑料轴瓦及生产方法。
背景技术：
目前，弹性金属塑料轴瓦均有钢瓦基，在钢瓦基上钎焊有金属塑料复合瓦面。
与本专利申请技术接近的现有技术有中国专利号为90103367.7、名称为“弹性推力瓦及制造方法”的发明专利，所公开的技术方案是“以锡青铜为多孔材料，以表面和铅混合的改性表面塑料为填充料”制作的弹力瓦及其制作方法。“其锡青铜多孔材料由若干直径为0.4～0.6mm的锡青铜丝螺旋簧构成的，其改性表面填充料渗入弹性垫中的深度为弹性垫的1/2～1/3，表面耐磨层的厚度为0.5～3mm，在改性聚四氟乙烯中铅占5～40％，聚四氟乙烯中占60～90(重量百分比)”。
与本专利申请技术接近的现有技术还有中国专利号为98114436.5，名称为“弹性金属塑料推力轴承制造方法”的发明专利，所公开的技术方案是“弹性金属塑料推力轴承制造方法，采用直径为0.35～0.45mm的金属丝绕制外径为2.6～3.3mm的螺旋簧，再剪截成长度为25～45mm的螺旋簧段；将加工成的螺旋段均匀、无序地随机撒入模具内，限位加压、制成金属丝垫毛坯；在金属丝垫上放置一层改性聚四氟乙烯树脂，然后加压至38～48MPa、在此压力下保持1～2分钟，将压好的轴承毛坯放入炉中烧结，烧结温度为385～395℃，在此温度下保持60～90分钟，然后随炉自然降温、出炉”。虽然技术方案中描述的是用金属丝绕制成螺旋簧，但实施例所公开的金属丝也仅限于铜丝。
用铜丝(锡青铜丝)为原料加工金属丝垫，存在着以下问题1.铜丝(锡青铜丝)是贵重的有色金属，所加工的金属丝垫成本较高且与当前节约资源的倡导相违背；2.所加工的金属丝垫会出现表面不平的现象，直接影响表面塑料层的复合精度及金属丝垫的弹性模量；
3.由于铜丝(锡青铜丝)的强度相对较低，所加工的金属丝垫就存在着强度低的问题。
与本专利申请最接近的现有技术是中国专利申请号为200410100476.9、名称为“水润滑金属塑料轴瓦及生产方法”的发明专利申请。专利申请文件中公开了用部分钢丝替代锡青铜丝的方案，即钢丝弹性垫与锡青铜丝弹性垫的厚度比为1∶1，钢丝弹性垫在下与钢瓦基相接，锡青铜丝弹性垫在上与表面塑料层相接。尽管此技术方案与上述两方案相比有一定的改善，但由于此技术方案中仍然有一层锡青铜丝弹性垫，故上述问题依然存在。而且此方案中的钢丝弹性垫与钢瓦基之间还存在着焊接性能不好的弊病，使产品的可靠性降低。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的强度低、可靠性低的问题，提供一种低成本的高强度弹性金属塑料轴瓦及生产方法。
本发明的技术解决方案是一种高强度弹性金属塑料轴瓦，包括钢瓦基1，在钢瓦基1上牢固结合有金属丝弹性垫2，金属丝弹性垫2上嵌有表面塑料层3，所述的金属丝弹性垫2是无序排列的铜包钢丝螺旋簧弹性垫。
所述的金属丝弹性垫2的孔隙中填充有焊料，焊料的孔隙填充率大于95％。
一种高强度弹性金属塑料轴瓦的生产方法，其特征在于包括如下步骤a.用铜包钢丝制成螺旋簧段，无序均匀铺撒在成型模具内，限位加压制成金属丝弹性垫2毛坯；b.将塑料在金属丝弹性垫2毛坯上，模压复合成瓦面坯料；c.烧结瓦面坯料，制成在金属丝弹性垫2上嵌有表面塑料层3的瓦面；d.将瓦面置于密闭容器中，在真空度为6～15Pa的条件下将金属丝弹性垫2浸入液态焊料中，使焊料填入金属丝弹性垫2内的孔隙中；e.将瓦面钎焊在钢瓦基1上。
所述a步骤是将铜包钢丝螺旋簧段无序均匀铺撒在磁板上。
所述的c步骤的烧结瓦面坯料是将瓦面坯料在真空度为2～10Pa，温度为375～395℃的条件下烧结，烧结时间是60～90分钟，随炉自然降温出炉。
本发明同现有技术相比，具有如下优点1.用铜包钢丝(镀铜或包铜)全部替代了现有的锡青铜丝，不但节约了有色金属，降低了产品制造成本，增强了产品的刚性，而且钢丝外的铜层与钢瓦基之间焊接牢固，解决了现有技术钢丝垫直接与钢瓦基焊接所存在的焊接性能不好的问题，提高了产品的强度、可靠性；另一方面可将全部替代了锡青铜丝的铜包钢丝螺旋簧段无序均匀铺撒在具有磁力板的成型模具内，磁力板对铜包钢丝螺旋簧段的吸力足以使金属弹性垫更加平整(现有的锡青铜丝、钢与锡青铜丝复合丝的着磁力低，不能用此方法)，使得表面塑料层复合精度、弹性模量的均匀性均得到提高，尤其是可提高4000cm2以上巨型瓦面塑料复合精度，延长了产品的使用寿命，扩大了产品的应用范围。
2.在金属丝弹性垫内的孔隙中，焊料的填充率大于95％，也使金属丝弹性垫的弹性模量均匀，弹性模量可提高5～10％；3.在真空条件下浸焊料的生产方法，即可保证金属丝垫的孔隙填充率高且焊料在金属丝垫中均布；4.在真空条件下进行复合瓦面坯料烧结，可避免铜包钢丝在空气中的氧化，使螺旋簧之间、铜包钢丝与钢瓦基之间及塑料表面之间的结合更加牢固，产品的可靠性进一步提高。
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施例方式实施例1a.用直径是0.35～0.45mm的半软态铜包钢丝(铜包钢复合丝或镀铜钢丝)制成螺旋簧段，螺旋簧的外径是2.6～3.3mm、螺距是2～4mm、长度是25～45mm，将螺旋簧段无序均匀铺撒在成型模具内，限位加压制成金属丝弹性垫2毛坯；b.将表面塑料层覆在金属丝弹性垫2毛坯上，模压复合成瓦面坯料；c.烧结瓦面坯料，制成在金属丝弹性垫2上嵌有表面塑料层3的瓦面；d.将含有焊料的瓦面钎焊在钢瓦基1上，即制成如图1所示产品，包括钢瓦基1，在钢瓦基1上牢固结合有无序排列的铜包钢丝螺旋簧弹性垫，铜包钢丝螺旋簧弹性垫嵌有表面塑料层3。
实施例2a～c同实施例1；d.将瓦面置于密闭容器中，在真空度为6～15Pa的条件下将金属丝弹性垫2浸入液态焊料中，使焊料填入金属丝弹性垫2内的孔隙中，在常压下冷却，凝固焊料；
e.将含有焊料的瓦面钎焊在钢瓦基1上。
实施例3其它同实施例1或2，只是将铜包钢丝螺旋簧段铺撒在带有磁性底板的成型模具内，然后再进行其它步骤。
实施例4其它同实施例1或2或3，所不同的是烧结瓦面坯料是将瓦面坯料在真空度为2～10Pa，温度为375～395℃的条件下烧结，烧结时间是60～90分钟，随炉自然降温出炉。
权利要求
1.一种高强度弹性金属塑料轴瓦，包括钢瓦基(1)，在钢瓦基(1)上牢固结合有金属丝弹性垫(2)，金属丝弹性垫(2)上嵌有表面塑料层(3)，其特征在于所述的金属丝弹性垫(2)是无序排列的铜包钢丝螺旋簧弹性垫。
2.根据权利要求1所述的高强度弹性金属塑料轴瓦，其特征在于所述的金属丝弹性垫(2)的孔隙中填充有焊料，焊料的孔隙填充率大于95％。
3.一种高强度弹性金属塑料轴瓦的生产方法，其特征在于包括如下步骤a.用铜包钢丝制成螺旋簧段，无序均匀铺撒在成型模具内，限位加压制成金属丝弹性垫(2)毛坯；b.将塑料覆在金属丝弹性垫(2)毛坯上，模压复合成瓦面坯料；c.烧结瓦面坯料，制成在金属丝弹性垫(2)上嵌有表面塑料层(3)的瓦面；d.将瓦面置于密闭容器中，在真空度为6～15Pa的条件下将金属丝弹性垫(2)浸入液态焊料中，使焊料填入金属丝弹性垫(2)内的孔隙中；e.将瓦面钎焊在钢瓦基(1)上。
4.根据权利要求2所述的高强度弹性金属塑料轴瓦的生产方法，其特征在于所述a步骤是将铜包钢丝螺旋簧段无序均匀铺撒在磁板上。
5.根据权利要求1或2所述的高强度弹性金属塑料轴瓦的生产方法，其特征在于所述的c步骤的烧结瓦面坯料是将瓦面坯料在真空度为2～10Pa，温度为375～395℃的条件下烧结，烧结时间是60～90分钟，随炉自然降温出炉。
全文摘要
本发明公开一种高强度弹性金属塑料轴瓦，包括钢瓦基(1)，在钢瓦基(1)上牢固结合有金属丝弹性垫(2)，金属丝弹性垫(2)上嵌有表面塑料层(3)，所述的金属丝弹性垫(2)是无序排列的铜包钢丝螺旋簧弹性垫。同时公开了一种高强度弹性金属塑料轴瓦的生产方法，是用铜包钢丝制成螺旋簧段，无序均匀铺撒在成型模具内，限位加压制成金属丝弹性垫2毛坯；将表面塑料层覆在金属丝弹性垫2毛坯上，模压复合成瓦面坯料；烧结瓦面坯料，制成在金属丝弹性垫2上嵌有表面塑料层3的瓦面；将瓦面置于密闭容器中，在真空度为6～15Pa的条件下将金属丝弹性垫2浸入液态焊料中，使焊料填入金属丝弹性垫2内的孔隙中；将瓦面钎焊在钢瓦基1上，具有节约有色金属，降低成本，提高强度的优点。
文档编号F16C33/04GK1834485SQ200610046329
公开日2006年9月20日 申请日期2006年4月14日 优先权日2006年4月14日
发明者孙承玉, 魏柏林, 刘平安 申请人:大连三环复合材料技术开发有限公司, 哈尔滨电机厂有限责任公司