CN101699084A - 一种具有密封功能的双金属滑动轴承及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有密封功能的双金属滑动轴承及其制备方法，包括无缝钢套、自润滑双金属轴承和密封件，密封件为聚合物复合材料制成的密封件，自润滑双金属轴承烧结在无缝钢套的内壁，无缝钢套和自润滑双金属轴承的两端设有密封槽，密封件设于密封槽内。本发明双金属滑动轴承不仅可以有效防止润滑剂从轴承中向外泄漏，可以防止大量微颗粒进入轴承，有效提高轴承的使用寿命，而且具有优异的自润滑性与密封性。

Description

一种具有密封功能的双金属滑动轴承及其制备方法
技术领域
本发明涉及到一种轴承及其制备方法，具体地说一种具有密封功能的双金属滑动轴承及其制备方法。
背景技术
近年来，随着工程机械领域技术的迅速发展，对于液压式挖掘机与翻斗机的关节屈臂部位的自润滑滑动轴承提出了较高的实用要求。通常挖掘机与翻斗机使用在粉尘较多的工况环境中，屈臂部位的自润滑滑动轴承在长期运行过程中，由于粉尘的加入，进入轴承的大量微颗粒会充当磨粒，受这些硬质颗粒物的影响，轴承在运行过程中会产生明显咬合，造成轴承的磨损，导致轴承的间隙增大，噪音升高，这样就增加了轴承的维护频率，并导致其使用寿命缩短。同时，由于轴承在无油或干摩擦条件下其寿命较短，所以轴承需要经常加油，但这样又会引起粉尘粘附于摩擦界面上，以至于更易导致轴承的磨损失效。另外，当轴承的载荷较大时，由于在压痕中引起点蚀，从而降低轴承的疲劳寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提出一种具有良好密封功能的双金属滑动轴承及其制备方法，使轴承具有优异的动密封作用及良好的润滑性能和耐磨损能力，从而可以起到良好的排除异物和贮存润滑剂的作用。
为解决上述技术问题，本发明一种具有密封功能的双金属滑动轴承包括无缝钢套、自润滑双金属轴承和密封件，所述密封件为聚合物复合材料制成的密封件，所述自润滑双金属轴承烧结在所述无缝钢套的内壁，所述无缝钢套和自润滑双金属轴承的两端设有密封槽，所述密封件设于所述密封槽内。
上述一种具有密封功能的双金属滑动轴承，所述密封件是由石墨填充聚、以四氟乙烯或聚氨酯为基体的复合材料加工而成。
上述一种具有密封功能的双金属滑动轴承，所述自润滑双金属轴承的含油率≥12％。
上述一种具有密封功能的双金属滑动轴承，所述自润滑双金属轴承是由铝青铜粉冷压制而成。
上述一种具有密封功能的双金属滑动轴承，所述铝青铜合金层的厚度为2mm，可以有效地保证合金的耐磨层厚度。
一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，它包括如下步骤：
1、将钢管机械加工为无缝钢套，保证壁厚的二次加工余量；
2、对所述无缝钢套的内表面进行电镀铜处理；
3、混合铝青铜粉，制成以铜合金为基体的粉末冶金材料，备用；
4、将混合好的所述粉末冶金材料(混合粉)称量后，置入高硬度环状模具中进行压制，所压制的脱模后环状毛坯外径较钢套内径略小，二者间隙为0.1～0.5mm；
5、将压制好的环状毛坯放入所述无缝钢套中，形成组合件；
6、将所述组合件进行烧结；
7、对烧结后的组合件进行内表面机械加工至所需的公差尺寸；
8、在加工后的组合件两端加工密封件安装槽；
9、在所述安装槽内装配密封件；
10、将已装入密封件的双金属轴承进行润滑油浸渍，取出后包装。
上述一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，所述密封件由石墨填充的聚四氟乙烯或聚氨酯复合材料制成。
上述一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，所述无缝钢套内表面的电镀铜层的厚度为5μm；
上述一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，在对混合好的所述粉末冶金材料进行压制时，压制压力为300MPa。
上述一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，所述组合件在氢气保护烧结中进行烧结，升温速率为10℃/min，烧结温度为1000℃，保温2小时后随炉冷却。
上述一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，进行内表面机械加工时，保证合金层厚度≥2mm。
上述一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，进行润滑油浸渍后，保证含油率≥12％(体积比)。
本发明由于采用了上述技术方案，双金属滑动轴承的两端紧密安装有密封件，不仅可以有效防止润滑剂从轴承中向外泄漏，而且可以防止大量微颗粒进入轴承，有效提高轴承的使用寿命。按上述方案制成的轴承，由于背衬为无缝碳钢，所以具有很高的承载能力，最大静承载能力可达250MPa以上，并且具有较高的表面硬度HB≥100MPa。密封件采用聚四氟乙烯或聚氨酯为基体的高性能复合材料加工而成，具有优异的自润滑性与密封性。
附图说明
图1是本发明双金属滑动轴承的结构示意图；
图2是本发明双金属滑动轴承中合金层的SEM示意图。
具体实施方式
如图1所示，双金属滑动轴承的内径为50mm，外径为70mm，高度为40mm，它包括无缝钢套1、自润滑双金属轴承2和密封件3，密封件3是由石墨填充聚、以四氟乙烯或聚氨酯为基体的高性能复合材料加工而成的，自润滑双金属轴承2由混合的铝青铜粉冷压制而成，厚度为2mm，它烧结在无缝钢套1内壁，无缝钢套1和自润滑双金属轴承2的两端设有密封槽，密封件3设于密封槽内。
该双金属滑动轴承的加工方法包括如下步骤：
1、将外径为70mm、内径为60mm的C45号钢管，机械加工为高度为40mm的无缝钢套(轴套)，须保证壁厚的二次加工余量；
2、将轴套的内表面进行电镀铜处理，使其内表面形成厚度为5μm的电镀铜层，要求镀层表面致密均匀，无氧化现象；
3、混合铝青铜粉，制成以铜合金为基体的粉末冶金材料，备用；
4、将以上混合好的粉末冶金材料(混合粉)称量后，置入高硬度环状模具中进行压制，所压制的环状毛坯内径为50mm，外径稍小于60mm，高度为40mm，压制压力为300MPa。压制后的表面要求无裂纹，并且无明显色差，所压制的脱模后环状毛坯外径较钢套内径略小，二者间隙大约为0.1～0.5mm，以保证铜合金环状毛坯能间隙配合至钢套中；
5、将压制好的环状毛坯放入内表面电镀有铜层的钢套中，形成组合件；
6、将组合件在氢气保护烧结中进行烧结，升温速率为10℃/min，烧结温度为1000℃，保温2小时后随炉冷却。
7、对烧结后的组合件进行内表面机械加工至所需的公差尺寸，保证合金层厚度≥2mm；
8、在组合件的两端加工相应的密封件安装槽；
9、将已加工好的聚四氟乙烯或聚氨酯复合材料密封件装配入安装槽内，并保证密封件的内径公差符合要求；
10、将所制备的双金属轴承放入真空浸油机中进行润滑油浸渍，保证含油率≥12％(体积比)；取出后包装。

Claims (10)

1.一种具有密封功能的双金属滑动轴承，其特征在于，它包括无缝钢套、自润滑双金属轴承和密封件，所述密封件为聚合物复合材料制成的密封件，所述自润滑双金属轴承烧结在所述无缝钢套内壁，所述无缝钢套和自润滑双金属轴承的两端设有密封槽，所述密封件设于所述密封槽内。
2.如权利要求1所述的一种具有密封功能的双金属滑动轴承，其特征在于，所述密封件是由石墨填充、以聚四氟乙烯或聚氨酯为基体的复合材料加工而成。
3.如权利要求1或2所述的一种具有密封功能的双金属滑动轴承，其特征在于，所述自润滑双金属轴承的含油率≥12％。
4.如权利要求1或2所述的一种具有密封功能的双金属滑动轴承，其特征在于，所述自润滑双金属轴承是由铝青铜粉冷压制而成。
5.如权利要求4所述的一种具有密封功能的双金属滑动轴承，其特征在于，所述铝青铜合金层的厚度为2mm。
6.一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：
(1)、将钢管机械加工为无缝钢套，保证壁厚的二次加工余量；
(2)、对所述无缝钢套的内表面进行电镀铜处理；
(3)、混合铝青铜粉，制成以铜合金为基体的粉末冶金材料，备用；
(4)、将混合好的所述粉末冶金材料称量后，置入高硬度环状模具中进行压制，所压制的脱模后环状毛坯外径较钢套内径略小，二者间隙为0.1～0.5mm；
(5)、将压制好的环状毛坯放入所述无缝钢套中，形成组合件；
(6)、将所述组合件进行烧结；
(7)、对烧结后的组合件进行内表面机械加工至所需的公差尺寸；
(8)、在加工后的组合件两端加工密封件安装槽；
(9)、在所述安装槽内装配密封件；
(10)、将已装入密封件的双金属轴承进行润滑油浸渍，取出后包装。
7.如权利要求6所述的一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，其特征在于，所述密封件由石墨填充的聚四氟乙烯或聚氨酯复合材料制成。
8.如权利要求6或7所述的一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，其特征在于，所述无缝钢套内表面的电镀铜层的厚度为5μm。
9.如权利要求6或7所述的一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，其特征在于，在对混合好的所述粉末冶金材料进行压制时，压制压力为300MPa。
10.如权利要求6或7所述的一种具有密封功能的双金属滑动轴承的制备方法，其特征在于，所述组合件在氢气保护烧结中进行烧结，升温速率为10℃/min，烧结温度为1000℃，保温2小时后随炉冷却。
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