CN104084563A - 一种制造复合双金属轴承的材料及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合双金属轴承材料及其制造方法，其特征在于轴承材料基层采用冲击韧性值较高的低合金高强度刚GCr15，复合层采用高硬度、高抗剪疲劳轴承钢16MnV，高韧性的基层支撑材料为复合层提供了良好的支撑作用。该材料采用离心浇注、挤压工艺制作而成，同传统的轴承材料相比不仅解决了高速、高温、高压、重载和腐蚀等恶劣工况造成的轴承零件由于局部表面损坏而导致轴承报废的问题，而且还具有生产工艺简单、性能优良、适于工业化生产等突出特点。

Description

一种制造复合双金属轴承的材料及其方法

技术领域

本发明涉及轴承材料，更具体的说是一种复合双金属轴承材料及其制造方法。 

背景技术

在机电工业中，轴承是应用广泛的基础件，其复杂、苛刻的使用环境对轴承材料提出了严格要求。目前普遍应用的轴承材料主要有高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、碳素轴承钢、不锈轴承钢和陶瓷材料等。但是这些材料不能有效的解决轴承在高速、高温、高压、重载和腐蚀等环境下的损坏报废问题。申请号95117335.9公开了一种滑动表面轴承材料，该材料由钢质底层和铝复层组成，钢和铝基轴承材料的联合使用提高了轴承的负荷能力以及降低了其生产成本，但是其硬度较低，基层与复层的剪切强度不高，钢质材料不能充分发挥基层的韧性支撑作用。 

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种复合双金属轴承材料及其制造方法。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下： 

   1.一种复合双金属轴承材料，其特征在于，所述材料GCr15和16MnV的成分质量分数为：

GCr15：碳0.14809%、硅0.34791%、锰1.13%、磷0.023%、硫0.004%、铝0.03%、铬0.06%、钼0.01578%、钒0.04%，余量为铁。

16MnV：碳1.09%、硅0.209%、锰0.2632%、磷0.013%、硫0.0028%、铬1.70%、钼0.186%、锂0.4065%、铝0.062%，余量为铁。 

    2.一种使用权利要求1所述材料制造复合双金属轴承的方法，其特征在于，采用离心浇注工艺成型，其步骤为： 

（1）打孔：在基层材料GCr15粗胚上打导流孔；

（2）预热：将基层材料放入模具中，通过电炉预热；

（3）渗透复合：在模具内浇铸熔融的复合材料16MnV，进行渗透复合；

（4）离心复合：将模具放在离心机上，进行离心复合，直至熔融状态的复合金属变为固态；

（5）冷却后从模具中取出毛坯，进行后续加工。

    优选的，所述步骤（2）中预热温度为380-480℃，预热时间为100-120分钟。 

    优选的，所述步骤（4）中离心机的转速为2000转/分-3000转/分，时间为70-110分钟。 

有益效果：本发明的轴承材料基层采用冲击韧性值较高的低合金高强度刚GCr15，复合层采用高硬度、高抗剪疲劳轴承钢16MnV，高韧性的基层支撑材料为复合层提供了良好的支撑作用。该材料采用离心浇注、挤压工艺制作而成，同传统的轴承材料相比不仅解决了高速、高温、高压、重载和腐蚀等恶劣工况造成的轴承零件由于局部表面损坏而导致轴承报废的问题，而且还具有生产工艺简单、性能优良、适于工业化生产等突出特点。 

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。 

实施例1：

本实施例的一种复合双金属轴承材料及其制造方法，

一种复合双金属轴承材料，其特征在于，所述材料GCr15和16MnV的成分质量分数为：

GCr15：碳0.14809%、硅0.34791%、锰1.13%、磷0.023%、硫0.004%、铝0.03%、铬0.06%、钼0.01578%、钒0.04%，余量为铁。

16MnV：碳1.09%、硅0.209%、锰0.2632%、磷0.013%、硫0.0028%、铬1.70%、钼0.186%、锂0.4065%、铝0.062%，余量为铁。 

    一种制造复合双金属轴承的方法，采用离心浇注工艺成型，其步骤为： 

（1）打孔：在基层材料GCr15粗胚上打导流孔；

（2）预热：将基层材料放入模具中，通过电炉预热，预热温度为380℃，预热时间为100分钟；

（3）渗透复合：在模具内浇铸熔融的复合材料16MnV，进行渗透复合；

（4）离心复合：将模具放在离心机上，进行离心复合，直至熔融状态的复合金属变为固态，离心机的转速为2000转/分，时间为70分钟；

（5）冷却后从模具中取出毛坯，进行后续加工。

  

注：Wi-裂纹形成功；Wp-裂纹扩展功

通过上表对比双金属复合轴承材料16MnV/GCr15和单金属GCr15材料的性能，该复合材料可在满足轴承钢硬度、耐磨性的前提下，大幅度提高材料的剪切强度、延伸率以及冲击性能。

本发明的轴承材料基层采用冲击韧性值较高的低合金高强度刚GCr15，复合层采用高硬度、高抗剪疲劳轴承钢16MnV，高韧性的基层支撑材料为复合层提供了良好的支撑作用。该材料采用离心浇注、挤压工艺制作而成，同传统的轴承材料相比不仅解决了高速、高温、高压、重载和腐蚀等恶劣工况造成的轴承零件由于局部表面损坏而导致轴承报废的问题，而且还具有生产工艺简单、性能优良、适于工业化生产等突出特点。 

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。 

Claims (4)

1.一种复合双金属轴承材料，其特征在于，所述材料GCr15和16MnV的成分质量分数为：

GCr15：碳0.14809%、硅0.34791%、锰1.13%、磷0.023%、硫0.0045、铝0.03%、铬0.06%、钼0.01578%、钒0.04%，余量为铁；

16MnV：碳1.09%、硅0.209%、锰0.2632%、磷0.013%、硫0.0028%、铬1.70%、钼0.186%、锂0.4065%、铝0.062%，余量为铁。

2. 一种使用权利要求1所述材料制造复合双金属轴承的方法，其特征在于，采用离心浇注工艺成型，其步骤为：

打孔：在基层材料GCr15粗胚上打导流孔

预热：将基层材料放入模具中，通过电炉预热；

渗透复合：在模具内浇铸熔融的复合材料16MnV，进行渗透复合；

离心复合：将模具放在离心机上，进行离心复合，直至熔融状态的复合金属变为固态；

冷却后从模具中取出毛坯，进行后续加工。

3. 根据权利要求2所述的一种复合双金属轴承的方制造方法，其特征在于，步骤（2）中预热温度为380-480℃，预热时间为100-120分钟。

4. 根据权利要求2所述的一种复合双金属轴承的制造方法，其特征在于，步骤（4）中离心机的转速为2000转/分-3000转/分，时间为70-110分钟。