CN101187396A - 一种由粉末冶金材料制作的高速自润滑含油轴承 - Google Patents

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孙永安
邬祖梁
张永乾
李明先
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Abstract

一种由粉末冶金材料制作的高速自润滑含油轴承，其粉末冶金材料按重量百分比构成是：P：0.5～0.7％，MoS2：2～3％，石墨：0.5～1％，余量为663青铜粉；按构成称取原料粉末，放入2升球磨桶，在辊式球磨机上进行球磨2h；在钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；在真空炉里烧结，烧结温度800℃，保温1h；将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度；真空浸T1#高速含油轴承专用润滑油，浸油时间2h，防止生锈及完成毛细管储油。选择Cu基粉末材料，外加固体润滑剂及基体强化元素实现材料自润滑，通过粉末冶金烧结技术控制材料的孔隙使其达到特殊的表面结构，利用毛细管作用实现材料的含油效果。

Description

一种由粉末冶金材料制作的高速自润滑含油轴承
技术领域
本发明属于材料技术领域，特别涉及到一种由粉末冶金材料制作的高速自润滑含油轴承。
背景技术
随着科学技术的发展，现代化的电动工具在品种上与日俱增，国外发达国家高速电动工具都是采用高速含油轴承，如日本日立公司FDIOSA型手电钻，美国SKI公司的JID.SAW4235型电动曲线锯等。在电动工具采用25000r/min以上高速自润滑含油轴承替代高速精密级滚动轴承，能简化电动工具结构、缩小体积、减少装配工序，更易于装配。
精密滚动轴承高速性能、耐热性、耐蚀性较差，结构复杂，制造成本高，在高速运转时容易丧失其精度而失效。
发明内容
为解决上述问题，本发明设计了一种由粉末冶金材料制作的高速自润滑含油轴承，根据高速自润滑含油轴承的特殊工况，进行原材料的选择、配方设计、制造工艺及自润滑性能的研究，并进行高速台架试验，使其具有良好的抗热咬合性，优越的自润滑性能和足够的耐磨性。为满足高速运转的要求，要尽量降低材料的摩擦系数，使其处于边界润滑条件下，为此选择Cu基粉末冶金材料，外加固体润滑剂及基体强化元素来实现材料的自润滑，并通过粉末冶金烧结技术控制材料的孔隙使其达到特殊的表面结构，利用毛细管作用实现材料的含油效果。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
所述的由粉末冶金材料制作的高速自润滑含油轴承，其粉末冶金材料按重量百分比构成如下：
P：0.5～0.7％，MoS2：2～3％，石墨：0.5～1％，余量为663青铜粉。
所述的由粉末冶金材料制作的高速自润滑含油轴承在其上述构成下经过混合→成形→烧结→精整→浸油加工成含油轴承，各工序分述如下：
I、混合
按构成称取原料粉末，放入2升球磨桶，在辊式球磨机上进行球磨2h；
II、成形
钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；
III、烧结
在真空炉里烧结，烧结温度800℃，保温1h；
IV、精整
将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度；
V、浸油
真空浸T1#高速含油轴承专用润滑油，浸油时间2h，防止生锈及完成毛细管储油。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
1、本发明使用的基材是用雾化法生产的锡青铜粉，合金牌号为FQSn6-6-3，它具有摩擦系数低、耐磨性好、导热性高等优点，并具有较高的机械强度，基体元素保证了材料具有良好的化学稳定性和较好的物理机械性能。
2、由于基材中需要加入少量的固体润滑剂，一定程度上使其物理机械性能降低，为此需加入了少量的合金化或弥散强化元素来提高基材的性能。
3、配方中选择磷作为合金元素来增加基体金属的硬度和强度，它与铜形成固溶体或是均匀弥散于铜合金颗粒之间形成硬质相，在与硫反应过程中生成的化合物对材料的自润滑性能无副作用，并且元素的粒度小于基材的粉末粒度容易实现弥散分布。
4、二硫化钼具有良好的摩擦磨损特性，晶粒间剪切强度低，易于滑动，能固定地粘结在对偶材料的表面上，在动态条件下摩擦系数较低，石墨具有独特的摩擦磨损特性，能降低青铜合金的摩擦系数，提高抗咬合性，增加耐磨性特别是能和润滑油形成石墨-油胶体，具有优越的润滑性能。
5、摩擦系数达到0.034，处于边界润滑条件，满足主机应用要求。
具体实施方式
实施例1
高速自润滑含油轴承所使用的粉末冶金材料按重量百分比构成为：P：0.5％，MoS2：2％，石墨：1％，余量为663青铜粉。
I、混合
按上述构成称取原料粉末，放入2升球磨桶中，在辊式球磨机上进行球磨2h；
II、成形
钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；
III、烧结
烧结设备为真空炉，烧结温度800℃，保温1h；
IV、精整
将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度；
V、浸油
真空浸T1#高速含油轴承专用润滑油，浸油时间2h，防止生锈及完成毛细管储油。
实施例2
高速自润滑含油轴承所使用的粉末冶金材料按重量百分比构成为：P：0.6％，MoS2：3％，石墨：0.5％，余为663青铜粉。
I、混合
按上述构成称取原料粉末，放入2升球磨桶中，在辊式球磨机上进行球磨2h；
II、成形
钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；
III、烧结
烧结设备为真空炉，烧结温度800℃，保温1h；
IV、精整
将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度；
V、浸油
真空浸T1#高速含油轴承专用润滑油，浸油时间2h，防止生锈及完成毛细管储油。
实施例3：
高速自润滑含油轴承所使用的粉末冶金材料按重量百分比构成为：P：0.7％，MoS2：2.5％，石墨：0.8％，余为663青铜粉。
I、混合
按上述构成称取原料粉末，放入2升球磨桶中，在辊式球磨机上进行球磨2h；
II、成形
钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；
III、烧结
烧结设备为真空炉，烧结温度800℃，保温1h；
IV、精整
将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度；
V、浸油
真空浸T1#高速含油轴承专用润滑油，浸油时间2h，防止生锈及完成毛细管储油。

Claims (2)

1.一种由粉末冶金材料制作的高速自润滑含油轴承，其特征在于：其粉末冶金材料按重量百分比构成如下：
P：0.5～0.7％，MoS2：2～3％，石墨：0.5～1％，余量为663青铜粉。
2.如权利要求1所述的由粉末冶金材料制作的高速自润滑含油轴承，其特征在于：在其上述构成下经过混合→成形→烧结→精整→浸油加工成含油轴承，各工序分述如下：
I、混合
按构成称取原料粉末，放入2升球磨桶，在辊式球磨机上进行球磨2h；
II、成形
钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；
III、烧结
在真空炉里烧结，烧结温度800℃，保温1h；
IV、精整
将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度；
V、浸油
真空浸T1#高速含油轴承专用润滑油，浸油时间2h，防止生锈及完成毛细管储油。
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