CN102506074A

CN102506074A - 一种自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫、制备方法及自润滑杆端关节轴承

Info

Publication number: CN102506074A
Application number: CN2011103186210A
Authority: CN
Inventors: 占松华; 张法富; 徐煜星; 赵银龙; 张平
Original assignee: TAIZHOU KEJIN BEARINGS CO Ltd
Current assignee: TAIZHOU KEJIN BEARINGS CO Ltd
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明属于杆端关节轴承技术领域，具体公开了一种自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫及其制备方法，同时还公开了一种使用该含油铜基粉末冶金衬垫的自润滑杆端关节轴承。该自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫由以下质量百分含量的原料经混合、压坯、烧结、精整、浸油处理制成：81%～88%的铜粉、5%～8%的锡粉、5%～8%的锌粉、1%～1.8%的二硫化钼粉体、0%～0.96%的铅粉和0%～0.3%的铁粉。本发明提供的自润滑杆端关节轴承具有自润滑性能良好、摩擦系数小的优点，且结构简单、加工成本低，便于制造、装配，特别适合于工作过程中不方便添加润滑剂的工程机械。

Description

一种自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫、制备方法及自润滑杆端关节轴承

技术领域

本发明涉及杆端关节轴承技术领域，具体涉及一种自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫及其制备方法以及使用该含油铜基粉末冶金衬垫的自润滑杆端关节轴承。

背景技术

目前使用的杆端关节轴承有两种结构形式，一种是将具有自润滑性能的聚四氟乙烯烧结在钢片上，然后将钢片嵌入到关节轴承的内外圈之间，之后再压入到杆端关节轴承的外环中，由于这种杆端关节轴承由烧结有聚四氟乙烯的钢片、关节轴承的内圈和外圈、杆端关节轴承的外环四个部分组成，因此加工工艺复杂、成本较高、生产效率低。目前使用的杆端关节轴承的另一种结构形式是将H62黄铜环形片直接挤压到杆端关节轴承的外环与内圈中，虽然这种杆端关节轴承由H62黄铜环形片、杆端关节轴承的外环与内圈三个部分组成，加工工艺相对简单，但由于黄铜的自润滑性能不好，因此使杆端关节轴承的摩擦系数显著升高，造成杆端关节轴承的磨损加剧，最终导致杆端关节轴承失效，甚至出现严重的事故。为了避免上述两种杆端关节轴承的不足，满足实际使用需求，有必要开发一种新型材料的杆端关节轴承，在满足杆端关节轴承自润滑性能的同时，使其结构简单、加工成本低，便于制造、安装，且摩擦系数小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫。

本发明的目的还在于提供一种自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫的制备方法。

本发明的目的还在于提供一种自润滑杆端关节轴承。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫，由以下质量百分含量的原料经混合、压坯、烧结、精整、浸油处理制成：81%～88%的铜粉、5%～8%的锡粉、5%～8%的锌粉、1%～1.8%的二硫化钼粉体、0%～0.96%的铅粉和0%～0.3%的铁粉。

进一步地，所述铜粉、锡粉、锌粉、二硫化钼粉体、铅粉和铁粉的平均粒径为75um～154um。

所述含油铜基粉末冶金衬垫的表面硬度为120HB～180HB。

一种自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：按以下质量配比称取原料：铜粉81%～88%、锡粉5%～8%、锌粉5%～8%、二硫化钼粉体1%～1.8%、铅粉0%～0.96%、铁粉0%～0.3%，所述铜粉、锡粉、锌粉、二硫化钼粉体、铅粉和铁粉的平均粒径为75um～154um；

（2）混合：将步骤（1）配制好的原料放入双锥混合器中以30r/min的转速混合30～40分钟，制成混合料；

（3）压坯：所述混合料在350MPa～450MPa压力下压制成杆端关节轴承用衬垫压坯；

（4）烧结：对步骤（3）制得的衬垫压坯进行烧结处理，烧结温度为400℃～780℃，烧结时间为200～240分钟，制得烧结坯；

（5）精整：将烧结坯放入精整模中精整，制得精整件；

（6）浸油：在真空度0.8Pa的真空中将精整件浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为20～30分钟，制得含油铜基粉末冶金衬垫，所述含油铜基粉末冶金衬垫中润滑油的质量百分含量为9%～18%。

进一步地，所述润滑油由质量百分比浓度为95%～98%的46号机械油、质量百分比浓度为1%～3%的抗磨剂和质量百分比浓度为1%～2%的防锈油组成。

一种自润滑杆端关节轴承，包括杆端外圈、杆端内圈和设置在杆端外圈和杆端内圈之间的衬垫，所述衬垫为含油铜基粉末冶金衬垫，由以下质量百分含量的原料经混合、压坯、烧结、精整、浸油处理制成：81%～88%的铜粉、5%～8%的锡粉、5%～8%的锌粉、1%～1.8%的二硫化钼粉体、0%～0.96%的铅粉和0%～0.3%的铁粉。

本发明提供的自润滑杆端关节轴承的装配方法为：将需要装配的杆端外圈和杆端内圈用丙酮擦洗干净，然后和含油铜基粉末冶金衬垫一起放到专用的模具中装配，其中含油铜基粉末冶金衬垫由分体设置的两部分组成，每部分采用专用模具分别从自润滑杆端关节轴承的两侧压入，与自润滑杆端关节轴承的杆端内圈和杆端外圈相配合。

本发明提供的自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫的机械性能明显优于传统的H62黄铜环形片衬垫。本发明提供的自润滑杆端关节轴承具有自润滑性能良好、摩擦系数小的优点。本发明提供的自润滑杆端关节轴承的结构简单且加工成本低，便于制造、装配，特别适合于工作过程中不方便添加润滑剂的工程机械。

附图说明

图1为本发明实施例4-实施例6提供的自润滑杆端关节轴承的剖面图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本实施例是自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫的具体实施例。本实施例提供的含油铜基粉末冶金衬垫由以下质量百分含量的原料经混合、压坯、烧结、精整、浸油处理制成：81%的铜粉、8%的锡粉、8%的锌粉、1.8%的二硫化钼粉体、0.9%的铅粉和0.3%的铁粉，铜粉、锡粉、锌粉、二硫化钼粉体、铅粉和铁粉的平均粒径为75um，含油铜基粉末冶金衬垫的表面硬度为120HB。

本实施例提供的自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：按以下质量配比称取原料：铜粉81%、锡粉8%、锌粉8%、二硫化钼粉体1.8%、铅粉0.9%、铁粉0.3%，铜粉、锡粉、锌粉、二硫化钼粉体、铅粉和铁粉的平均粒径为75um；

（2）混合：将步骤（1）配制好的原料放入双锥混合器中以30r/min的转速混合30分钟，制成混合料；

（3）压坯：混合料在450MPa压力下压制成杆端关节轴承用衬垫压坯；

（4）烧结：对步骤（3）制得的衬垫压坯进行烧结处理，烧结温度为400℃～780℃，分为4个温区，第1温区和第2温区烧结温度为400℃，第3温区烧结温度为650℃，第4温区烧结温度为750℃～780℃，烧结时间为200分钟，制得烧结坯；

（5）精整：将烧结坯放入精整模中精整，制得精整件；

（6）浸油：在真空度0.8Pa的真空中将精整件浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟，制得含油铜基粉末冶金衬垫，含油铜基粉末冶金衬垫中润滑油的质量百分含量为18%；润滑油由质量百分比浓度为95%的46号机械油、质量百分比浓度为3%的抗磨剂和质量百分比浓度为2%的防锈油组成。

实施例2

本实施例是自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫的具体实施例。本实施例提供的含油铜基粉末冶金衬垫由以下质量百分含量的原料经混合、压坯、烧结、精整、浸油处理制成：86%的铜粉、7%的锡粉、6%的锌粉、1%的二硫化钼粉体，铜粉、锡粉、锌粉、二硫化钼粉体的平均粒径为154um，含油铜基粉末冶金衬垫的表面硬度为155HB。

（1）配料：按以下质量配比称取原料：铜粉86%、锡粉7%、锌粉6%、二硫化钼粉体1%，铜粉、锡粉、锌粉、二硫化钼粉体的平均粒径为154um；

（2）混合：将步骤（1）配制好的原料放入双锥混合器中以30r/min的转速混合40分钟，制成混合料；

（3）压坯：混合料在350MPa压力下压制成杆端关节轴承用衬垫压坯；

（4）烧结：对步骤（3）制得的衬垫压坯进行烧结处理，烧结温度为400℃～780℃，分为4个温区，第1温区和第2温区烧结温度为400℃，第3温区烧结温度为650℃，第4温区烧结温度为750℃～780℃，烧结时间为240分钟，制得烧结坯；

（5）精整：将烧结坯放入精整模中精整，制得精整件；

（6）浸油：在真空度0.8Pa的真空中将精整件浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为20分钟，制得含油铜基粉末冶金衬垫，含油铜基粉末冶金衬垫中润滑油的质量百分含量为9%；润滑油由质量百分比浓度为98%的46号机械油、质量百分比浓度为1%的抗磨剂和质量百分比浓度为1%的防锈油组成。

实施例3

本实施例是自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫的具体实施例。本实施例提供的含油铜基粉末冶金衬垫由以下质量百分含量的原料经混合、压坯、烧结、精整、浸油处理制成：87.94%的铜粉、5%的锡粉、5%的锌粉、1%的二硫化钼粉体、0.96%的铅粉和0.1%的铁粉，铜粉、锡粉、锌粉、二硫化钼粉体、铅粉和铁粉的平均粒径为105um，含油铜基粉末冶金衬垫的表面硬度为180HB。

（1）配料：按以下质量配比称取原料：铜粉87.94%、锡粉5%、锌粉5%、二硫化钼粉体1%、铅粉0.96%、铁粉0.1%，铜粉、锡粉、锌粉、二硫化钼粉体、铅粉和铁粉的平均粒径为105um；

（5）精整：将烧结坯放入精整模中精整，制得精整件；

（6）浸油：在真空度0.8Pa的真空中将精整件浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟，制得含油铜基粉末冶金衬垫，含油铜基粉末冶金衬垫中润滑油的质量百分含量为16%；润滑油由质量百分比浓度为98%的46号机械油、质量百分比浓度为1%的抗磨剂和质量百分比浓度为1%的防锈油组成。

实施例4

本实施例是自润滑杆端关节轴承的具体实施例。如图1所示，本实施例提供的自润滑杆端关节轴承包括杆端外圈1、杆端内圈3和设置在杆端外圈1和杆端内圈3之间的衬垫2，衬垫2为含油铜基粉末冶金衬垫，由以下质量百分含量的原料经混合、压坯、烧结、精整、浸油处理制成：81%的铜粉、8%的锡粉、8%的锌粉、1.8%的二硫化钼粉体、0.9%的铅粉和0.3%的铁粉。

实施例5

本实施例是自润滑杆端关节轴承的另一具体实施例。如图1所示，本实施例提供的自润滑杆端关节轴承包括杆端外圈1、杆端内圈3和设置在杆端外圈1和杆端内圈3之间的衬垫2，衬垫2为含油铜基粉末冶金衬垫，由以下质量百分含量的原料经混合、压坯、烧结、精整、浸油处理制成：86%的铜粉、7%的锡粉、6%的锌粉、1%的二硫化钼粉体。

实施例6

本实施例是自润滑杆端关节轴承的又一具体实施例。如图1所示，本实施例提供的自润滑杆端关节轴承包括杆端外圈1、杆端内圈3和设置在杆端外圈1和杆端内圈3之间的衬垫2，衬垫2为含油铜基粉末冶金衬垫，由以下质量百分含量的原料经混合、压坯、烧结、精整、浸油处理制成：87.94%的铜粉、5%的锡粉、5%的锌粉、1%的二硫化钼粉体、0.96%的铅粉和0.1%的铁粉。

对实施例1-实施例3提供的自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫进行了表面硬度测试，其表面硬度为120～180HB，含油率为9%～18%。而传统的H62黄铜挤压材料由于不含油，自润滑性能不好，且其表面硬度仅有60～140HB。以上测试数据表明，本发明提供的自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫的机械性能明显优于传统的H62黄铜环形片衬垫。

本发明实施例4-实施例6提供的自润滑杆端关节轴承的极限工作温度可达150℃，自润滑杆端关节轴承经一次性涂润滑油脂，连续工作50小时后温升小于5℃，而传统的使用H62黄铜环形片作为衬垫的杆端关节轴承在连续工作50小时后温升高达10℃以上。自润滑杆端关节轴承中不注入润滑剂时，其摩擦系数为0.05，注入润滑剂时为0.01。

Claims

1.一种自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫，其特征在于，所述含油铜基粉末冶金衬垫由以下质量百分含量的原料经混合、压坯、烧结、精整、浸油处理制成：81%～88%的铜粉、5%～8%的锡粉、5%～8%的锌粉、1%～1.8%的二硫化钼粉体、0%～0.96%的铅粉和0%～0.3%的铁粉。

2.根据权利要求1所述的自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫，其特征在于，所述铜粉、锡粉、锌粉、二硫化钼粉体、铅粉和铁粉的平均粒径为75um～154um。

3.根据权利要求1或2所述的自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫，其特征在于，所述含油铜基粉末冶金衬垫的表面硬度为120HB～180HB。

4.一种自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（5）精整：将烧结坯放入精整模中精整，制得精整件；

5.根据权利要求4所述的自润滑杆端关节轴承用含油铜基粉末冶金衬垫的制备方法，其特征在于，所述润滑油由质量百分比浓度为95%～98%的46号机械油、质量百分比浓度为1%～3%的抗磨剂和质量百分比浓度为1%～2%的防锈油组成。

6.一种自润滑杆端关节轴承，包括杆端外圈、杆端内圈和设置在杆端外圈和杆端内圈之间的衬垫，其特征在于，所述衬垫为含油铜基粉末冶金衬垫，由以下质量百分含量的原料经混合、压坯、烧结、精整、浸油处理制成：81%～88%的铜粉、5%～8%的锡粉、5%～8%的锌粉、1%～1.8%的二硫化钼粉体、0%～0.96%的铅粉和0%～0.3%的铁粉。