锡青铜摘要

近年来，高性能铜基合金的研究引起了广泛的关注，主要是该材料具有强度高、摩擦系数小、耐磨性能好等优点。

        随着研发的深入，人们逐渐研制了各种耐磨铜合金，且合金具有较高的强度，主要包括锡青铜、铝青铜、铅青铜等，广泛应用于轴承、衬套等耐磨零部件。铜铅合金是一种承载能力大、疲劳强度高和导热性好的轴承材料，被广泛用于制造大功率、高速变载的滑动轴承件；且具有优良的自润滑特性，广泛应用于无油轴承、轴瓦、滑块、衬套、活塞、阀门座和轴承保持架等，成为汽车工业中一种理想的轴瓦合金。

        轴瓦合金种类多，其耐磨减摩性与合金的强度、硬度、微观组织等固有性质及载荷、温度、速度、润滑等因素密切相关。铅青铜因具有良好的减摩性、高的导热性及疲劳强度，目前被广泛用作高速重载荷下使用的轴瓦。在铸造铅锡青铜中加入微量稀土及磷，可有效防止铅锡青铜熔炼过程中的氧化，改善铸件的偏析，细化组织和提高耐磨性等，但尚未见有关实用情况的报道。

        高铅青铜的导热性好，不易因摩擦发热而与轴颈粘连，工作温度允许达300℃，但是高铅青铜的主要缺点是力学性能很低，不能作单体轴承，只能镶铸在钢套内壁上，制成双金属轴承，浇注时须采用水冷金属型，控制浇注速度。为了减轻二元铅青铜的密度难题，提高其力学性能，常加入锡、锌等合金元素，如本实验所用ZCuPb20Sn5，其铸态组织与30%铅青铜相似，但力学性能高得多。本文通过向铅锡青铜中加入微量元素稀土和磷以及控制铅锡青铜熔炼温度，研究了其对铅锡青铜合金的力学性能的影响。对重力铸造法在铅锡青铜合金中加入微量合金元素，以及不同熔炼温度下进行了研究，减少了铅青铜的铅偏析量，提高了铅锡青铜的抗拉强度。

锡青铜性能实验过程及方法

        锡青铜合金ZCuPb20Sn5在坩埚电阻炉中熔炼，在合金中加入不同量的微量元素铈稀土和磷以及控制合金的熔炼温度，实验中稀土含量、磷含量、熔炼温度都要变化，为了科学准确地进行实验，采用正交实验设计法。这种方法的优点是，能通过代表性很强的少次数实验，摸清各个因素对实验指标的影响情况，确定因素的主次顺序，找出较好的生产条件或最优参数组合。在这里对抗拉强度实验结果采用极差分析法进行分析，找出各因素对性能的影响

锡青铜性能实验结果与分析

        1、因素对指标的影响。根据极差R的值可知熔炼温度列R最大为56，磷含量列R最小只有10，稀土含量列R则为31，这说明熔炼温度含量对抗拉强度的影响最大，稀土含量其次，磷含量最小。排出因素的主次顺序是：熔炼温度>稀土含量>磷含量。

        2、各因素的最佳水平。选取因素的水平与实验指标有关，指标以大为好，就取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中最大的那个水平。实验温度取1250℃、稀土含量取0.2%、磷含量取0.5%。

搭配方案：熔炼温度为1250℃，向铅锡青铜合金加入0.2%的稀土和0.5%的磷。

        4、验证实验。根据正交实验得出的结论进行实验，实验结果表明在铅锡青铜熔炼温度为1250℃，向铅锡青铜合金加入0.2%的稀土和0.5%的磷时，其抗拉强度达到192MPa，伸长率达到5.6%。

影响锡青铜性能的微观组织的结论