具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1-9所示，本发明提供一种技术方案，一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺，包括如下步骤：

S1：分离熔融：将多种不同的金属分别放置到多个存放网笼302内侧，通过多个加热桶301和存放网笼302将不同的金属分离，避免混合在一起后因金属内含有杂质导致配比出现偏差，并通过固定支撑架1对其进行支撑；

S2：金属混合：将多种金属液按不同的比例注入到混合桶308内，通过混合桶308、搅拌电机309和搅拌杆310对多种金属液进行混合，使其混合的更加均匀；

S3：金属铸造：将混合完成后的金属液注入到成型盒205内并在注入时通过联动电推杆211带动密封塞210滑动，抽取放置盒203内的空气，避免在铸造过程中铸件内产生砂眼或气泡，通过挤压弹簧214带动挤压半圆板216与阻挡半圆板213贴合，从而避免输出管311位置偏移，保证了注液的稳定性；

S4：金属冷却：通过冷却罐405内的冷却液通过冷却管406输出到放置盒203内，对铸件进行直接冷却，从而加快铸件的冷却成型速度；

S5：成品拿取：通过拿取电推杆401带动拿取支撑架402移动，从而通过永磁铁403对限位卡接柱207和联动电磁铁404对成型盒205进行吸附，从而快速的将成型盒205抽出，便于快速的拿取成品；

S6、成品检测：依据GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》，根据试样添加镀镍金刚石微粉的质量分数，将试样分别编号为0(0％),1(0.07％),2(0.08％),3(0.09％),4(0.1％)；

试样在试验机的加热和保温炉中加热并保温，之后随炉进行压缩试验，压缩时设置的压缩速度为1mm/min,应变速率为0.04/min，利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机进行试验，对比加入不同量镀镍金刚石微粉的改性巴氏合金的摩擦系数和磨损量。

固定支撑架1一侧安装有制作组件2，制作组件2包括旋转盘201、传动电机202、放置盒203、固定卡接槽204、成型盒205、卡接孔206、限位卡接柱207、复位弹簧208、集气筒209、密封塞210、联动电推杆211、进液孔212、阻挡半圆板213、挤压弹簧214、吸附电磁铁215和挤压半圆板216；

固定支撑架1一端转动连接有旋转盘201，旋转盘201顶端与传动电机202输出轴固定连接，旋转盘201顶端等距焊接有若干个放置盒203，放置盒203内侧开设有固定卡接槽204，放置盒203内侧对应固定卡接槽204位置处卡接有成型盒205，成型盒205对应固定卡接槽204位置处焊接有固定卡接条，便于进行快速的限位和固定，放置盒203和成型盒205一端均开设有卡接孔206，卡接孔206内侧嵌入卡接有限位卡接柱207，限位卡接柱207一端焊接有导向柱，便于进行限位，限位卡接柱207一端点焊连接有复位弹簧208，复位弹簧208一端点焊安装于卡接孔206侧端，放置盒203顶端贯穿有集气筒209，集气筒209内侧滑动放置有密封塞210，密封塞210直径与集气筒209内径相等，避免出现漏气的情况，密封塞210顶端与联动电推杆211底端固定连接，放置盒203顶端中部开设有进液孔212，放置盒203顶端对应进液孔212位置处焊接有阻挡半圆板213，放置盒203一端焊接有挤压弹簧214，挤压弹簧214一端点焊连接有挤压半圆板216，挤压半圆板216和阻挡半圆板213底端均与放置盒203顶端贴合，便于对输出管311进行限位，挤压半圆板216一端与阻挡半圆板213贴合，保证挤压的效果，放置盒203一端靠近挤压半圆板216位置处卡接有吸附电磁铁215，传动电机202、联动电推杆211和吸附电磁铁215输入端均与外部控制器输出端电性连接，外部控制器输入端与外部电源输出端电性连接。

固定支撑架1一侧安装有混合组件3，混合组件3包括加热桶301、存放网笼302、开合板303、隔热板304、下压电推杆305、固定放置架306、排液管307、混合桶308、搅拌电机309、搅拌杆310、输出管311和电动阀312；

固定支撑架1顶端一侧等距卡接有若干个加热桶301，加热桶301内侧放置有存放网笼302，存放网笼302一端铰接有开合板303，存放网笼302顶端焊接有隔热板304，隔热板304与加热桶301卡接连接，保证了隔热保温的效果，隔热板304顶端固定连接有下压电推杆305，下压电推杆305固定安装于固定支撑架1一端，加热桶301内侧对应存放网笼302位置处焊接有固定放置架306，存放网笼302底端对应固定放置架306位置处开设有固定放置槽，保证了卡接的稳定性，存放网笼302与固定放置架306卡接连接，加热桶301底端贯穿有排液管307，多个排液管307出液端均贯穿安装与混合桶308顶端，混合桶308底端通过电机座连接有搅拌电机309，混合桶308底端对应搅拌电机309位置处安装有隔热筒，从而对搅拌电机309进行防护，搅拌电机309输出端与搅拌杆310固定连接，搅拌杆310由传动杆和搅拌扇叶组合，传动杆和搅拌扇叶焊接连接，保证了混合搅拌的均匀度，混合桶308侧端底部贯穿有输出管311，排液管307和输出管311一端均嵌入安装有电动阀312，下压电推杆305、搅拌电机309和电动阀312输入端均与外部控制输出端电性连接。

固定支撑架1一侧安装有拿取组件4，拿取组件4包括拿取电推杆401、拿取支撑架402、永磁铁403、联动电磁铁404、冷却罐405、冷却管406和限制阀407；

固定支撑架1一端卡接有拿取电推杆401，拿取电推杆401一端固定连接有拿取支撑架402，拿取支撑架402滑动安装与固定支撑架1一端，便于进行限位和固定，拿取支撑架402侧端对称焊接有永磁铁403，拿取支撑架402一端嵌入卡接有联动电磁铁404，固定支撑架1一端固定安装有冷却罐405，冷却罐405底端贯穿有冷却管406，冷却管406一端嵌入安装有限制阀407，拿取电推杆401和联动电磁铁404输入端与外部控制器输出端电性连接。

S6中金相组织观察及分析设备为研究型倒置式金相显微镜，型号为PMG3,光学最大放大倍数为2000倍，数显为1000倍，金相组织分析试验试件制作和试验方法依据CB1156-92《锡基轴承合金金相检验》；

压缩试样设计依据GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》，根据试样添加镀镍金刚石微粉的质量分数，将试样分别编号为0(0％),1(0.07％),2(0.08％),3(0.09％),4(0.1％)；

巴氏合金高温压缩性能测试设备为带有加热模块的Instron5500R电子拉伸压缩试验机，试验温度120℃,试样在试验机的加热和保温炉中加热并保温，时间为15min,之后随炉进行压缩试验，压缩时设置的压缩速度为1mm/min,应变速率为0.04/min；

巴氏合金的使用性能也体现在摩擦学性能上，为了研究镀镍金刚石微粉的加入对摩擦学性能的影响，利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机进行试验，对比加入不同量镀镍金刚石微粉的改性巴氏合金的摩擦系数和磨损量。

根据一种镀镍金刚石微粉增强型巴氏合金的制备工艺任一步骤制成的合金。

试验测试了干摩擦条件下和25#润滑油润滑条件下加入不同量镀镍金刚石微粉的巴氏合金销和不锈钢盘的摩擦系数以及销的磨损量。所有试样的摩擦表面粗糙度死为0.8μm。试验参数如表1所示。

硬度试验采用布氏硬度标准，对每个温度下材料的布氏硬度进行3次釆样，取其平均值作为此温度下材料的布氏硬度值。试样选用未添加镀镍金刚石微粉的巴氏合金和添加0.08％镀镍金刚石微粉的巴氏合金2种试样。硬度计选用HB-3000B-L测量温度定为25、50、90℃。

表1改性巴氏合金摩擦磨损试验参数表

Table 1 Test parameters of friction-wear test fornew Babbitt

结果与分析

金相组织分析

加入不同质量分数的镀镍金刚石微粉进行改性后的锡基巴氏合金金相组织，其中黑色基体为锡(Sn)的a固溶体，较大的白色三角或者方块为α相(SnSb),白色针状、点状或者短杆状为Cu6Sn5β相。随着镀镍金刚石微粉加入量的增加，黑色基体越来越少，即锡的a固溶体越来越少，Cu6Sn5β相相则增多，晶粒尺寸有布都比较均匀。

高温压缩性能分析

材料的压缩性能是指材料在压应力作用下抵抗变形的能力。轴承的高速、重载化发展要求巴氏合金材料具有高的抗压缩性能，但是由于巴氏合金的温度敏感性比较大，高速重载所带来的温升将使巴氏合金材料的力学性能更差，从而导致巴氏合金层变形，油膜厚度增大，承载力降低，甚至巴氏合金层会发生塑性流变，造成严重烧瓦事故，因此必须对改性后的巴氏合金进行高温条件下的抗压缩性能测试。

高温压缩试验得到的结果如表3所示。随着镀镍金刚石微粉含量的增多，最大实际压缩力与压缩屈服强度先增加后减小，即镀镍金刚石微粉的加入对于试样压缩屈服强度的提高有一定的作用，但是当镀镍金刚石微粉的加入量超过2％后，最大实际压缩力和压缩屈服强度有较为明显的降低。这是因为镀镍金刚石微粉含量的增多导致了硬而脆的Cu6Sn5相增加，进而导致合金塑性降低。

2.3摩擦磨损性能分析

2.3.1摩擦系数测试及分析

改性巴氏合金和不锈钢配对在在干摩擦条件下，加入不同量的镀镍金刚石微粉对巴氏合金干摩擦系数的影响不大。对摩擦系数曲线去掉奇异点和磨合阶段，得到不同镀镍金刚石微粉含量的材料干摩擦系数如图7所示。从结果看，5个试样的摩擦系数都在0.35左右，添加镀镍金刚石微粉的摩擦系数相比未添加镀镍金刚石微粉的略高(高)；而添加0.09％～0.1％Cu的摩擦系数略小(小4.1％～5.7％),这样的差别可以忽略不计，认为添加镀镍金刚石微粉对干摩擦系数几乎没有影响。此外，不同镀镍金刚石微粉含量的巴氏合金，随着时间的增加其摩擦系数有越来越大的趋势。

1)镀镍金刚石微粉的加入对巴氏合金的金相组织有较大影响，镀镍金刚石微粉的加入引起硬质相Cu6Sn5相增加和锡(Sn)的α固溶体的减少，β相比例变化不大，但是镀镍金刚石微粉相晶粒尺寸有所增加。

2)随着镀镍金刚石微粉含量的增多，最大实际压缩力与压缩屈服强度先增加后减小，但是当铜含量超过0.1％以后，最大实际压缩力和压缩屈服强度反而有较为明显的降低，巴氏合金的塑性也降低。

3)镀镍金刚石微粉的加入对巴氏合金的干摩擦系数影响不大，但抗磨损性能略有下降，且当镀镍金刚石微粉加入量较大时0.1％,抗磨损性能有较大的下降；镀镍金刚石微粉的加入对油润滑条件下的摩擦系数和磨损量的影响不明显。

4)添加0.071％～0.1％的镀镍金刚石微粉后，材料的软化温度有提高，室温硬度也在允许的范围内，高温压缩性能和摩擦磨损性能并没有明显的下降，甚至强度有所提高。因此可以认为该材料能够应用于滑动轴承，特别是重载滑动轴承。

不同质量分数镀镍金刚石微粉时相(SnSb)的尺寸和分布变化：

加入不同量镀镍金刚石微粉的巴氏合金试样压缩试验数据巴氏合金随温度变化的布氏硬度测量值

temperatures(X10MPa)

本发明的工作原理及使用流程：在需要对巴氏合金进行制造时，工作人员转动开合板303，将存放网笼302打开，并将原料放置到存放网笼302内，关闭开合板303，启动下压电推杆305，由下压电推杆305带动隔热板304下压，从而将存放网笼302沿固定放置架306嵌入到加热桶301内，通过固定放置架306对存放网笼302进行限位，使得在下压时可以有效的避免存放网笼302位置处偏移，通过隔热板304隔绝热量，保证了内部熔融的温度，从而保证了金属熔化的速度，通过多个加热桶301将多种金属分开进行熔化，从而避免因金属原料自身的杂质导致比例出现误差的情况，在熔融完成后，通过电动阀312打开排液管307，通过排液管307将金属液输入到混合桶308内，通过电动阀312对输入的金属液的量进行限制，从而保证了产品的配比的准确度，启动搅拌电机309，由搅拌电机309带动搅拌杆310对金属液进行混合搅拌，从而对金属液进行充分混合，在混合完成后，通过电动阀312打开输出管311，将混合后的金属液输入到模具内；

金属液顺着输出管311进入到放置盒203内的成型盒205内，在金属液输入的同时启动联动电推杆211，由联动电推杆211带动密封塞210上升，从而抽取成型盒205内的气体，使得成型盒205内处于真空状态，避免在金属液输入时金属液中混入气泡，导致了产品出现砂眼或空洞的情况，从而保证了产品的质量，通过传动电机202带动旋转盘201，将空得放置盒203转动到输出管311底端，在放置盒203顶端的进液孔212与输出管311对齐后，关闭吸附电磁铁215，在挤压弹簧214的复位作用下带动挤压半圆板216滑动，使得挤压半圆板216与阻挡半圆板213贴合，从而对输出管311进行限制，避免在注液时输出管311位置偏移，导致金属液溢出的情况出现，在注液完成后，再次启动吸附电磁铁215，通过吸附电磁铁215对挤压半圆板216进行吸附，从而松开输出管311，再次通过传动电机202带动旋转盘201转动，从而持续进行铸造；

浇注完成后的放置盒203一端到冷却管406位置处，再次关闭吸附电磁铁215，由挤压半圆板216和阻挡半圆板213对冷却管406进行限位，打开限制阀407，由冷却管406输出液态干冰对铸件进行快速冷却，从而加快了铸件的成型速度，铸件成型完成后，由旋转盘201带动其一端到拿取支撑架402位置处，启动拿取电推杆401和联动电磁铁404，使得联动电磁铁404与成型盒205吸附贴合，通过永磁铁403吸附限位卡接柱207，从而将限位卡接柱207从卡接孔206内抽出，在限位卡接柱207抽出时，复位弹簧208被压缩，松开成型盒205，通过拿取电推杆401带动拿取支撑架402复位，从而将成型盒205沿固定卡接槽204抽出，使得在成型后可以快速的拿取，在永磁铁403远离限位卡接柱207后，限位卡接柱207失去限制力，由复位弹簧208带动其复位，从而再次嵌入到卡接孔206内，通过限位卡接柱207和复位弹簧208对成型盒205进行限制，避免成型盒205在浇注和移动时位置偏移，保证了浇注和移动的稳定性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。