CN104439250B - 一种制备弥散强化铜基含油轴承的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备弥散强化铜基含油轴承的方法，属于弥散强化材料领域。将铜粉、铝粉、锡粉、石墨粉以及纳米氧化钇粉末按照一定的比例混合，加入分散剂后放入到变频高能振动球磨机中进行高能球磨，之后将球磨好的粉末在压机上压制成型，实现轴承基体毛坯成型。将成型后的毛坯进行烧结后浸油，最后经过模具全整形后即可得到弥散强化铜基含油轴承。采用该方法制备的弥散强化铜基含油轴承，其耐磨性以及润滑性均要优于普通铜基含油轴承。
Description
技术领域
本发明属于弥散强化金属材料制备技术领域，特别提供了一种制备弥散强化铜基含油轴承的方法。
技术背景
粉末冶金铜基含油轴承是现在常用，并且公认为减磨性能高、耐蚀性好的轴承，但其工作温度只能在-60℃-120℃范围内，工作温度范围较窄。并且传统的铜基粉末冶金含油轴承只适用于中小承载以及较高速度才能实现流体动压润滑作用，在重载低速的条件下，传统的铜基粉末冶金含油轴承就容易产生黏着现象，从而把轴咬死。
弥散强化在金属基体中引入稳定、均匀、细小的氧化物质点，钉扎位错、晶界、亚晶界，阻碍位错的移动，从而强化材料的方法。弥散强化铜由于在铜基体中弥散分布着细小均匀的氧化物质点，其强度较高，软化温度高；并且弥散强化铜中的氧化物颗粒细小，为球形，能起到一定的润滑作用。因此，弥散强化铜是综合导电性、导热性、室温和高温强度、硬度和耐磨性、抗熔焊性能最高的铜合金。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种制备弥散强化铜基含油轴承的方法，以提高铜基含油轴承的抗黏着性能，特别在低速高压的工作条件下使用的高性能铜基粉末冶金含油轴承。
为满足上述要求，制备弥散强化铜基含油轴承的技术方案包括以下步骤：
1）配制粉末。弥散强化铜基含油轴承中各组分的配比为：铝粉为4-8%、锡粉为8-12%、石墨粉为1-5%、纳米氧化钇粉为1-2%，余量为铜粉。所示含量均为质量分数。其中所用的氧化钇的粒度为10-20nm。铝粉、锡粉的平均粒径不大于50μm，石墨粉为-325目，铜粉的粒径不大于100μm。并且加入0.05%的油酸作为分散剂。
2）将配置好的合金粉末放入变频高能振动球磨机中进行高能球磨。所用的球料体积比为5-10:1，球磨机的振动频率在30-50Hz之间，球磨时间为10-20h，不包含停机时间。每球磨5小时停机1小时，以防止球磨罐温度过高。
3）球磨完之后再压机上进行压制成型，压制压力为100-200MPa，实现轴承的毛坯成型，基体毛坯密度为6.2-6.4g/cm3。
4）将成型好的毛坯在分解氨气氛下进行烧结，烧结温度为800-850℃，烧结时间为40-60min之后冷却出炉。
5）采用含油轴承专用润滑油在真空条件下完全浸润冷却出炉的轴承毛坯，最后经过模具进行全整形。
此法的优点在于采用高能球磨，使球形的纳米氧化钇在铜基轴承基体中分布均匀，形成弥散强化，有效提高铜基含油轴承的强度。并且细小的纳米球形氧化铝颗粒分布于基体中，能起到一定的润滑作用，并且其对轴承有很强的支撑作用，提高铜基含油轴承的耐磨损性能。
具体实施方式
实施例1：1%Y2O3弥散强化铜基含油轴承
1）配制粉末。弥散强化铜基含油轴承中各组分的配比为：铝粉为4%、锡粉为8%、石墨粉为5%、纳米氧化钇粉为1%，余量为铜粉。其中所用的氧化钇的粒度为10-20nm。铝粉、锡粉的平均粒径不大于50μm，石墨粉为-325目，铜粉的粒径不大于100μm。并且加入0.05%的油酸作为分散剂。
2）将配置好的合金粉末放入变频高能振动球磨机中进行高能球磨。所用的球料体积比为5:1，球磨机的振动频率在30Hz，球磨时间为10h，不包含停机时间。每球磨5小时停机1小时，以防止球磨罐温度过高。
3）球磨完之后再压机上进行压制成型，压制压力为100MPa，实现轴承的毛坯成型，基体毛坯密度为6.2g/cm3。
4）将成型好的毛坯在分解氨气氛下进行烧结，烧结温度为800℃，烧结时间为40min之后冷却出炉。
5）采用含油轴承专用润滑油在真空条件下完全浸润冷却出炉的轴承毛坯，最后经过模具进行全整形。
实施例2：1.5% Y2O3弥散强化铜基含油轴承
1）配制粉末。弥散强化铜基含油轴承中各组分的配比为：铝粉为6%、锡粉为10%、石墨粉为3%、纳米氧化钇粉为1.5%，余量为铜粉。其中所用的氧化钇的粒度为15nm。铝粉、锡粉的平均粒径不大于50μm，石墨粉为-325目，铜粉的粒径不大于100μm。并且加入0.05%的油酸作为分散剂。
2）将配置好的合金粉末放入变频高能振动球磨机中进行高能球磨。所用的球料体积比为8:1，球磨机的振动频率在40Hz，球磨时间为15h，不包含停机时间。每球磨5小时停机1小时，以防止球磨罐温度过高。
3）球磨完之后再压机上进行压制成型，压制压力为150MPa，实现轴承的毛坯成型，基体毛坯密度为6.3g/cm3。
4）将成型好的毛坯在分解氨气氛下进行烧结，烧结温度为830℃，烧结时间为50min之后冷却出炉。
5）采用含油轴承专用润滑油在真空条件下完全浸润冷却出炉的轴承毛坯，最后经过模具进行全整形。
实施例3：2%Y2O3弥散强化铜基含油轴承
1）配制粉末。弥散强化铜基含油轴承中各组分的配比为：铝粉为8%、锡粉为12%、石墨粉为5%、纳米氧化钇粉为2%，余量为铜粉。其中所用的氧化钇的粒度为20nm。铝粉、锡粉的平均粒径不大于50μm，石墨粉为-325目，铜粉的粒径不大于100μm。并且加入0.05%的油酸作为分散剂。
2）将配置好的合金粉末放入变频高能振动球磨机中进行高能球磨。所用的球料体积比为10:1，球磨机的振动频率在50Hz，球磨时间为20h，不包含停机时间。每球磨5小时停机1小时，以防止球磨罐温度过高。
3）球磨完之后再压机上进行压制成型，压制压力为200MPa，实现轴承的毛坯成型，基体毛坯密度为6.4g/cm3。
4）将成型好的毛坯在分解氨气氛下进行烧结，烧结温度为850℃，烧结时间为60min之后冷却出炉。
5）采用含油轴承专用润滑油在真空条件下完全浸润冷却出炉的轴承毛坯，最后经过模具进行全整形。
Claims (1)
1.一种制备弥散强化铜基含油轴承的方法，其工艺过程为：
1）配制粉末：弥散强化铜基含油轴承中各组分的配比为：铝粉为4-8%、锡粉为8-12%、石墨粉为1-5%、纳米氧化钇粉为1-2%，余量为铜粉，所示含量均为质量分数；
其中所用的氧化钇的粒度为10-20nm，铝粉、锡粉的平均粒径不大于50μm，石墨粉为-325目，铜粉的粒径不大于100μm，并且加入0.05%的油酸作为分散剂；
2）将配置好的合金粉末放入变频高能振动球磨机中进行高能球磨，所用的球料体积比为5-10:1，球磨机的振动频率在30-50Hz之间，球磨时间为10-20h，不包含停机时间，每球磨5小时停机1小时，以防止球磨罐温度过高；
3）球磨完之后再压机上进行压制成型，压制压力为100-200MPa，实现轴承的毛坯成型，基体毛坯密度为6.2-6.4g/cm3；
4）将成型好的毛坯在分解氨气氛下进行烧结，烧结温度为800-850℃，烧结时间为40-60min之后冷却出炉；
5）采用含油轴承专用润滑油在真空条件下完全浸润冷却出炉的轴承毛坯，最后经过模具进行全整形。
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