Effect of Ag, Co and Cr on Microstructure and Bonding Property of tin-based Babbitt Alloy

CHENG Zhan; DONG Xian; ZHANG Yuanhai; WANG Meng; LONG Weimin; ZHU Ting; ZHANG Lei; ZHOU Jifa; WANG Xinhua

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2023.11.18

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Effect of Ag, Co and Cr on Microstructure and Bonding Property of tin-based Babbitt Alloy
Vol. 53, Issue 11, Pages: 113-118(2023)
Received：20 April 2023，

Published：25 November 2023
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2023.11.18
稿件说明：

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程战，董显，张远海，等.Ag、Co、Cr元素对锡基巴氏合金显微组织及结合性能的影响［J］.电焊机，2023，53（11）：113-118. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2023.11.18.

CHENG Zhan, DONG Xian, ZHANG Yuanhai, et al.Effect of Ag, Co and Cr on Microstructure and Bonding Property of tin-based Babbitt Alloy[J].Electric Welding Machine, 2023, 53(11): 113-118. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2023.11.18.

摘要

为解决巴氏合金承载能力低、与钢基体结合强度差等问题，采用感应熔炼工艺制备了SnSb12Cu7.5Ni0.9-

（Ag、Co、Cr）巴氏合金，研究了添加微量元素Ag、Co、Cr对巴氏合金SnSb12Cu7.5Ni0.9微观组织、界面形貌及结合强度的作用规律。结果表明，SnSb12Cu7.5Ni0.9合金中分别添加1%的Ag、Co、Cr元素后，组织中的方块状SnSb相细化且略有钝化，颗粒状η相（Cu

）相由细长条状逐渐转变为蠕虫状。巴氏合金/钢基体界面处存在一层相互连接的过渡层，添加1%Ag、Co、Cr后界面处过渡层厚度增加，组织均匀性得到改善，并提高了巴氏合金/钢基体结合强度，其中添加1%Co元素的结合强度最高，为51.9 MPa，较基体提高了13%。

Abstract

Babbitt alloy SnSb12Cu7.5Ni0.9-X (Ag

Cr) was prepared by induction smelting. The effects of trace elements Ag

Co and Cr on the microstructure

interfacial morphology and bonding strength of SnSb12Cu7.5Ni0.9 were studied. The results show that with the addition of 1% Ag

Co and Cr

the square SnSb phase in SnSb12Cu7.5Ni0.9 alloy structure is refined and slightly passivated. And granular η The phase (Cu

) changes from slender strip to worm-like. There is a layer of interconnected transition layer at the interface between the pasteurized alloy and the steel base. With the addition of 1wt.% Ag

Co and Cr

the thickness of the excessive layer at the interface increases and the uniformity of the structure improves. It can also improve the bonding strength of pasteurized alloy/steel matrix. The highest bonding strength is 51.9 MPa when 1wt.% Co is added

which is 13% higher than that of the matrix.

关键词

Keywords

references

刘昱阳，殷鹏，张帆，等 . 巴氏合金轴瓦结合工艺研究进展［J］. 重型机械， 2021 （ 06 ）： 1 - 7 .

LIU Y Y ， YIN P ， ZHANG F ， et al . Research progress of babbitt alloy bearing bonding technology ［J］. Heavy Machinery ， 2021 （ 06 ）： 1 - 7 .

南飞艳，耿建成，薛飞，等 . 挂锡质量对巴氏合金浇铸的影响［J］. 热加工工艺， 2017 ， 46 （ 15 ）： 260 - 261 .

NAN F Y ， GENG J C ， XUE F ， et al . Influence of Tin-coat Quality on Babbit Casting ［J］. Hot Working Technology ， 2017 ， 46 （ 15 ）： 260 - 261 .

王尧，王建梅，黄玉琴，等 . 锡界面层最佳厚度试验与模拟研究［J］. 机械工程学报， 2015 ， 51 （ 20 ）： 106 - 113 .

WANG Y ， WANG J M ， HUANG Y Q ， et al . Experiment and Simulation Research on Optimum Thickness of Tin Interfacial Layer ［J］. Journal of Mechanical Engineering ， 2015 ， 51 （ 20 ）： 106 - 113 .

吴俊辉，杜学铭，田金华，等 . SnSb8Cu5巴氏合金脉冲MIG堆焊层与基体界面组织及性能分析［J］. 焊接技术， 2020 ， 49 （ 06 ）： 26 - 30 .

WU J H ， DU X M ， TIAN J H ， et al . Microstructure and properties of interface between Sn Sb8Cu5 Babbitt pulsed MIG surfacing layer and substrate ［J］. Welding Technology ， 2020 ， 49 （ 06 ）： 26 - 30+5 .

陈剑锋，黄炜，李锋，等 . 电弧增材制造技术在滑动轴承领域的应用［J］. 轴承， 2021 （ 07 ）： 1 - 7 .

CHEN J F ， HUANG W ， LI F ， et al . Application of Arc-Additive Manufacturing Technology in the Field of Sliding Bearings ［J］. Bearing ， 2021 （ 07 ）： 1 - 7 .

安建勇，黄玉琴 . 基于巴氏合金CMT技术的工艺性研究［J］. 上海大中型电机， 2022 （ 01 ）： 26 - 30 .

An J Y ， HUANG Y Q . Research on technology based on Babbitt alloy CMT technology ［J］. Shanghai Medium and Large Electrical Machines ， 2022 （ 01 ）： 26 - 30 .

Junior P A ， Pukasiewicz A . Evaluation of microstructure， mechanical and tribological properties of a Babbitt alloy deposited by arc and flame spray processes ［J］. Tribology International ， 2018 ： 131 .

李长生，王芬，胡志立，等 . 磁控溅射Sn-Sb-Cu薄膜的制备及摩擦学性能研究［J］. 润滑与密封， 2013 （ 9 ）： 1 - 5 .

LI C S ， WANG F ， Uu Z L ， et al . Preparation and Tribological Properties Research of Magnetron Sputtered Sn-Sb-Cu Films ［J］. Lubrication Engineering ， 2013 （ 9 ）： 1 - 5 .

周卫铭，郭忠诚，龙晋明，等 . 电镀铅锡锑巴氏合金［J］. 机械工程材料， 2005 ， 29 （ 1 ）： 27 - 29 .

ZHOU W M ， G UO Z C ， LONG J M ， et al . Electroplating of Pb-Sn-Sb Alloy ［J］. Materials for Mechanical Engineering ， 2005 ， 29 （ 1 ）： 27 - 29 .

张胜全，张博，王一纯，等 . 钎焊温度对锡基巴氏合金/钢基体过渡层组织的影响［J］. 特种铸造及有色合金， 2016 ， 36 （ 7 ）： 694 - 697 .

ZHANG S Q ， ZHANG B ， WANG Y C ， et al . Effect of Brazing Temperature on the Transition Layer Microstructure of the Steel and Sn Based Babbit Metal ［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys ， 2016 ， 36 （ 7 ）： 694 - 697 .

李铜桥 . 轴承巴氏合金补焊试验研究［J］. 汽轮机技术， 2013 （ 1 ）： 79 - 80 .

LI T Q . Repair Welding Test and Research for Babbitt Metal of Bearing ［J］. Turbine Technology ， 2013 （ 1 ）： 79 - 80 .

陈永红，钟宁，尹忠慰，等 . 微量元素Cd对锡基轴承合金SnSb11Cu6组织与力学性能的影响［J］. 中国有色金属学报， 2019 ， 29 （ 6 ）： 1226 - 1232 .

CHEN Y H ， ZHONG N ， YIN Z W ， et al . Effects of micro-adding Cd on microstructure and mechanical properties of SnSb11Cu6 tin-based bearing alloy ［J］. The Chinese Journal of Nonferrous Metals ， 2019 ， 29 （ 6 ）： 1226 - 1232 .

Tea A ， Hz B ， Maia B ， et al . Effects of SiC additions on the microstructure， compressive strength and wear resistance of Sn-Sb-Cu bearing alloy formed via powder metallurgy ［J］. Journal of Materials Research and Technology ， 2020 ， 9 （ 6 ）： 13196 - 13205 .

陈润霖，卫洋洋，贾谦，等 . 提高Cu含量对锡基巴氏合金力学性能的影响［J］. 稀有金属材料与工程， 2018 ， 47 （ 6 ）： 1854 - 1859 .

CHEN R L ， WEI Y Y ， JIA Q ， et al . Effect of Increasing Cu Content on the Mechanical Properties of Tin-based Babbitt ［J］. Rare Metal Materials and Engineering ， 2018 ， 47 （ 6 ）： 1854 - 1859 .

王蒙，钟素娟，张冠星，等 . Ni、Cr、Co元素对Sn-0.7Cu钎料组织和显微硬度的影响［J］. 轻工科技， 2021 ， 37 （ 01 ）： 60 - 61+74 .

WANG M ， ZHONG S J ， ZHANG G X ， et al . Effect of Ni， Cr and Co elements on the organization and microhardness of Sn-0.7Cu braze ［J］. Light Industry Science and Technology ， 2021 ， 37 （ 01 ）： 60 - 61+74 .

DONG Q ， YIN Z ， LI H ， et al . Effects of Ag micro-addition on structure and mechanical properties of Sn-11Sb-6Cu Babbitt . Materials Science and Engineering： A ， 2018 ， 722 ： 225 - 230 .

BANG J ， Yu D Y ， KO Y H ， et al . Intermetallic compound formation and mechanical property of Sn-Cu-xCr/Cu lead-free solder joint ［J］. Journal of Alloys and Compounds ， 2017 ： 992 - 1001 .

FAN J L ， LIU Z Y ， ZHAI H T ， et al . Effect of Co content on the microstructure， spreadability， conductivity and corrosion resistance of Sn-0.7Cu alloy ［J］. Microelectronics Reliability ， 2020 ， 107 ： 113615 .

王蒙，张冠星，钟素娟，等 . 低熔合金粉末对药芯银钎料钎焊过程的影响［J］. 稀有金属材料与工程， 2021 ， 50 （ 08 ）： 2859 - 2866 .

WANG M ， ZhANG G X ， ZHONG S J ， et al . Effect of Low-melt Alloy Powder on Brazing Process of Flux-cored Silver Brazing Filler Metal ［J］. Rare Metal Materials and Engineering ， 2021 ， 50 （ 08 ）： 2859 - 2866 .

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