CN104879386A

CN104879386A - 粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承

Info

Publication number: CN104879386A
Application number: CN201510349564.0A
Authority: CN
Inventors: 王春官; 杨帧智; 陈璐璐
Original assignee: Haian Yingqiu Powder Metallurg Co Ltd; JIANGSU YINGQIU GROUP CO Ltd
Current assignee: Haian Yingqiu Powder Metallurg Co Ltd; JIANGSU YINGQIU GROUP CO Ltd
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2015-09-02

Abstract

本发明提供一种粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，包括以下质量分数的各组分：Sn元素粉末：7.0～8.5％、强化剂：2.2～8％、润滑剂：2～6％，余量为铜粉末。本发明提供的含油轴承经过混合低温扩散工艺处理，合金分布更均匀，同时磷有利于合金细化晶粒，烧结体表面呈海绵状细小通孔，孔隙连通率达95％以上。该轴承高速旋转时，润滑油自动快速吸出，形成油膜，提高润滑效果，再加之烧结，在润滑剂颗粒周围形成了润滑层，使旋转轴在轴承内径表面运转时磨擦阻力减少，降低机械滑动噪声；加入强化剂，使基体强度得到提高，轴承运转中提高了耐磨性，使用寿命超过3万小时。

Description

粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承

技术领域

本发明涉及轴承制造领域，尤其涉及一种粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承。

背景技术

粉末冶金含油轴承因其耐磨性好，制作成本相对低廉，而在工业生产中获得广泛应用，随着粉末冶金工业的发展，粉末冶金含油轴承应用领域不断拓宽，特别是应用在汽车上的微特电机、办公设备、家用电器(空调，冰箱等)等领域要求轴承具有超低噪音，长寿命。

然而，目前超低噪音，长寿命粉末冶金含油轴承的减摩性提高和使用寿命的延长，传统方法，通常采用添加铅(Pb)提高减摩性，以及在含油轴承外表面围绕以油芯，但因社会对环保的重视，采用添加铅方法制造的粉末冶金含油轴承的使用范围日趋减少，而外表面围绕的油芯中的润滑油流到内孔边界的量很少，因此针对超低噪音，长寿命的新材料的制作和生产应用势必会应运而生，本设计发明就是通过粉末冶金法经过多次试验最终而制得的一种超低噪音，长寿命含油轴承。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的目的是提供一种粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，解决含油轴承环保并且噪音低，寿命长等技术问题。

本发明提供一种粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，包括以下质量分数的各组分：Sn元素粉末：7.0～8.5％、强化剂：2.2～8％、润滑剂：2～6％，余量为铜粉末。

本发明提供了一种粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承经过混合低温扩散工艺处理，合金分布更均匀，同时磷有利于合金细化晶粒，烧结体表面呈海绵状细小通孔，孔隙连通率达95％以上。该轴承高速旋转时，润滑油自动快速吸出，形成油膜，提高润滑效果，再加之烧结，在润滑剂颗粒周围形成了润滑层，使旋转轴在轴承内径表面运转时磨擦阻力减少，降低机械滑动噪声；加入强化剂，使基体强度得到提高，轴承运转中提高了耐磨性，使用寿命超过3万小时。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承的制造方法流程图；

图2为粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承结构俯视图；

图3为粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承结构立体图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

可选的，所述润滑剂为MoS₂元素粉末。

可选的，所述强化剂为含P元素的粉末和Cr元素粉末。本发明通过采用MoS₂粉作为固体润滑剂，磷、铬作为Cu-Sn基体的强化剂，使得Cu-Sn合金分布在低温状态下更加容易结合，经过混合低温扩散工艺处理，合金分布更均匀，同时磷有利于合金细化晶粒，烧结体表面呈海绵状细小通孔，孔隙连通率达95％以上，再加之烧结后，在MoS₂颗粒周围形成了润滑层，使旋转轴在轴承内径表面运转时磨擦阻力减少，降低机械滑动噪声；Cr元素的加入同时也增强了基体的强度，提高了轴承在运转过程中的耐磨性。

可选的，所述含P元素的粉末：0.2～2％、Cr元素的粉末：2～6％。

可选的，所述含油轴承中各元素的重量百分比为：Sn元素粉末：7％、P元素的粉末：0.4％、Cr元素的粉末：2％、MoS₂元素粉末：2％，余量为铜粉末。

可选的，所述含油轴承中各元素的重量百分比为：Sn元素粉末：8.5％、P元素的粉末：2％、Cr元素的粉末：6％、MoS₂元素粉末：5％，余量为铜粉末。

可选的，所述含油轴承为球形，且中心开设有通孔，所述通孔内壁均匀设置有多个凹槽。如图2、图3所示，本发明中的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承采用球形的设计，工作运转时有自定心的作用；并且在含油轴承的中心开设通孔，在通孔的内部设置凹槽，凹槽的设置使得含油轴承在工作运转时轴与内径金属接触摩擦面大幅减少，摩擦力减小，噪音降低效果非常明显。同时间隙处能够暂时储存动转渗出的油，不至于流失，为运转时补充更多的润滑油，降低工作噪音，提高工作寿命。

可选的，所述凹槽角度为40°。

可选的，所述凹槽个数具体为5个。

可选的，所述凹槽处内径比所述通孔处孔径大0.01mm。

如图1所示，对于上述的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承通过以下流程进行制备，包括步骤：

S101：粉末混合：将以下重量百分比的原料粉末进行混合，Sn元素粉末：7.0～8.5％、强化剂：2.2～8％、润滑剂：2～6％，余量为铜粉末；

S102：低温扩散：将混合均匀后的粉末在扩散炉内通过氮气的保护进行低温扩散；

S103：压制成型：将低温扩散后的粉末置于模具中压制成型，压成压坯；

S104：烧结处理：将上述压坯在N和H还原气氛中，逐渐烧结加热经0.5～1.5小时，升温到300～500℃，再主烧结加热到720～820℃，恒温0.5～1.5小时，然后经0.5～1.5小时逐渐降温冷却至常温，烧结成合金烧结体；

S105：精整和面打：将所述合金烧结体用压模进行压制整型形成压制件；

S106：浸油处理：将上述压制件置于真空浸油机内进行浸油处理。

其中，所述润滑剂为MoS₂元素粉末；所述强化剂为含P元素的粉末和Cr元素粉末。

可选的，所述步骤S102中低温扩散温度为：200～400℃，时间为25～35min；所述步骤S103中压制压力为150～350MPa，压制密度为5.9～6.2g/cm³；所述步骤S106中所述浸油温度为：80～100℃；所述含油轴承的含油率为19～24％。

实施效果：

表1为本发明粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承的含油率、径向压溃强度、表观硬度的测定结果。

表1粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承的含油率、径向压溃强度、表观硬度

下面对本发明的粉末冶金超长寿命含油轴承与其它两种含油轴承在材料耐磨试验机(YQ-001)作耐磨试验，试验含油轴承规格：φ6Xφ12X8，含浸油为YQ-111合成油。试验参数：PV值设定为100MPa.m.min-1,轴运转速度为4000r/min，连续运转。随机取相同的轴承样品在相同的运转环境下，分别试验，检测运行情况，测试结果见表2。

表2耐磨试验

从上述三种含油轴承(材料)试验的表2可以看出：序号1所采用的轴承材料标准为：MPIF 35标准CTG-1001-23，该轴承经寿命测试电机在1500小时出现卡死，不能满足长寿命电机需求；序号2所采用的轴承材料为通用长寿命电机轴承材料，该轴承经寿命测试电机在2800小时出现卡死，不能满足超长寿命电机需求；序号3所采用材料为本发明粉末冶金超长寿命含油轴承材料，该轴承试验4000小时，电机正常，检测轴承磨损量约为2μm,油消耗量约为7％，由此推算该轴承使用寿命能达到30000小时以上。

本发明中的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承内径采用齿状设计，外形采用球形设计，能够从结构上有效控制减少噪音的发生；经过混合低温扩散工艺处理，合金分布更均匀，同时磷有利于合金细化晶粒，烧结体表面呈海绵状细小通孔，孔隙连通率达95％以上。该轴承高速旋转时，润滑油自动快速吸出，形成油膜，提高润滑效果，再加之烧结，在润滑剂颗粒周围形成了润滑层，使旋转轴在轴承内径表面运转时磨擦阻力减少，降低机械滑动噪声；加入Cr，使基体强度得到提高，轴承运转中提高了耐磨性，使用寿命超过3万小时。

在本发明上述各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims

1.一种粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，其特征在于，包括以下质量分数的各组分：Sn元素粉末：7.0～8.5％、强化剂：2.2～8％、润滑剂：2～6％，余量为铜粉末。

2.根据权利要求1所述的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，其特征在于，所述润滑剂为MoS₂元素粉末。

3.根据权利要求1所述的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，其特征在于，所述强化剂为含P元素的粉末和Cr元素粉末。

4.根据权利要求3所述的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，其特征在于，所述含P元素的粉末：0.2～2％、Cr元素的粉末：2～6％。

5.根据权利要求1-4所述的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，其特征在于，所述含油轴承中各元素的重量百分比为Sn元素粉末：7％、P元素的粉末：0.4％、Cr元素的粉末：2％、MoS₂元素粉末：2％，余量为铜粉末。

6.根据权利要求1-4所述的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，其特征在于，所述含油轴承中各元素的重量百分比为：Sn元素粉末：8.5％、P元素的粉末：2％、Cr元素的粉末：6％、MoS₂元素粉末：5％，余量为铜粉末。

7.根据权利要求1所述的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，其特征在于，所述含油轴承为球形，且中心开设有通孔，所述通孔内壁均匀设置有多个凹槽。

8.根据权利要求7所述的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，其特征在于，所述凹槽角度为40°。

9.根据权利要求7所述的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，其特征在于，所述凹槽个数具体为5个。

10.根据权利要求7所述的粉末冶金超低噪音长寿命含油轴承，其特征在于，所述凹槽处内径比所述通孔处孔径大0.01mm。