CN105312559A - 耐磨含油轴承及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨含油轴承，其特征在于：由重量百分比的以下粉末材料制成：Al？85％-90％、Cu10％-15％。其制备工艺包括以下工艺步骤：混料→压制成型→还原烧结→精整→清洗→浸油，其特征在于：混料前先将铜粉电镀到铝粉的表面。本发明原材料来源广泛，制造成本低、重量轻、耐磨，本发明的含油轴承能适应200℃以下及低温-40℃以上的环境连续使用，拓宽了含有轴承的使用温度范围。

Description

耐磨含油轴承及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种由粉末冶金材料制成的耐磨含油轴承，本发明还涉及该种耐磨含油轴承的制造方法。
背景技术
随着电机技术的不断发展和使用范围的拓宽，现有粉末冶金含油轴承(FZ1460、FZ2270)以及目前公开的中国专利中的含油轴承(如申请号为200710193126.5中公开了一种由粉末冶金材料制成的高速自润滑含油轴承，其粉末冶金材料由重量分数的以下材料构成：P0.5-0.7％，MoS22-3％,石墨0.5-1％，余量为663青铜粉)已远远不能满足需要，因为目前含油轴承主要依赖于润滑油来适应高低温环境的需求，但常规润滑油的使用也仅限于高温180℃以下及低温-30℃以上，这就大大限制了电机行业的发展和自动化产业的延伸；若要拓宽含油轴承的使用范围，解决含油轴承在高温中失油和低温下润滑油凝固不能运转的情况，则只有对材料进行合金化减小材料的摩擦系数，提高材料的自润滑功能从而达到在高低温环境缺油自润滑使用的效果。
申请人早期申请了一种由粉末冶金材料制成的耐高低温含油轴承，专利号201210060458.7,该材料能能适应300℃以下及低温-60℃以上的环境连续使用，填补了高温、低温对含油轴承需求的空白。但是该材料铜含量高，重量重，成本高。
发明内容
本发明的目的就在于提供另一种耐高温和低温的耐磨含油轴承，本发明还提供了该种轴承的制造方法。该轴承重量轻、成本低、耐磨。
为达到上述目的，本发明是这样实现的：一种耐磨含油轴承，其特征在于：由重量百分比的以下粉末材料制成：
Al85％-90％、Cu10％-15％。
优选：由重量百分比的以下粉末材料制成：
Al88％-90％、Cu10％-12％。
在上述方案中：Cu粉的粒径为100-200目，铝粉的粒径为100目。
本发明的材料大量采用铝，代替以前的C和铁，并且铜的量大大减少，成本降低，重量减轻，耐磨。适合在航空航天电机、高铁伺服电机、汽车电机、摩托车电机、家用电器、PC散热、智能产品、机器人产品和电子产品上使用。能适应200℃以下及低温-40℃以上的环境连续使用，拓宽了含有轴承的使用温度范围。
本发明的制备方法是这样的：包括以下工艺步骤：混料→压制成型→还原烧结→精整→清洗→浸油，其特征在于：混料前先将铜粉电镀到铝粉的表面。将铜粉先电镀到铝粉上，一方面物料混合更均匀。另一方面铜粉将铝粉包覆，避免在烧结时铝粉被氧化，从而导致铜和铝不能很好的粘接。
在上述方案中：所述混料的时间大于或等于1h。物料混合更均匀。
在上述方案中：在压制成型之前将混合物料过100目筛子进行筛选，去掉不能通过的粉末，然后将筛过的混合物料装入成型机料斗中，调试成型模具，加压到400Mpa，压制密度为2.3-2.6g/m3。
在上述方案中：所述还原烧结是在高温网带电炉中进行，网带推进的速度为54-60mm/min，低温区为预热区，其温度为375-395℃，高温区为烧结区，其温度为510～540℃，降温区的温度为500～530℃，烧结炉内的保护气为氮气和氢气，它们的流量均为3.5-4Nm3/h，烧结时间为:2h，烧结后测试径向压溃强度不低于200Mpa，并做防锈处理。
在上述方案中：所述浸油的步骤为：将清洗后的产品置于真空浸油机中，在负一个大气压下将润滑油充分浸入轴承孔隙中，保压20-30min，使得含油率保证大于18％。
在上述方案中：所述润滑油为美孚shc626型润滑油。该种型号的润滑油使得本发明的轴承能适应200℃以下及低温-40℃以上的环境连续使用。
对本发明的含油轴承的性能参数进行测定，其结果见表1：
表1
对本发明含油轴承和常规国标含油轴承进行高低温实验结果如表2所示：
表2
从上述三种含油轴承高低温实验结果分析，铜包铝耐磨含油轴承在高温200℃和低温-40℃条件下运行10000小时仍能通过自润滑达到良好的使用效果，而其余两款材质则在实验2000H时磨损量大失效。
本发明的有益效果是：本发明原材料来源广泛，制造成本低、重量轻、耐磨，本发明的含油轴承能适应200℃以下及低温-40℃以上的环境连续使用，拓宽了含有轴承的使用温度范围。
具体实施方式
实施例1：
1、准备原材料：按照重量百分：Al粉85％、Cu粉15％。Cu粉的粒径为200目，铝粉的粒径为100目。
2、电镀包覆：将Cu粉电镀到Al的表面，电镀后铝粉表面已包覆一层铜粉，以便于在混料过程中合金更加均匀。
3、混料：混料时间大于等于1h。
4、压制成形：将混合后的粉末用100目漏筛进行筛选，去掉100目不能通过的粉末，然后将过筛后的粉末装入成形机料斗，调试成形模具，加压到400Mpa，密度为2.3～2.6g/cm3压成压坯。
5、还原烧结：在高温网带电炉中进行，调试烧结炉参数网速为：54mm/min低温区：375℃高温区：510℃降温区：500℃N气压：3.5～4.0Nm3/hH气压：3.5～4.0Nm3/h烧结时间为：2h烧结后测试径向压溃强度不低于200Mpa并做防锈处理。
6、精整：将烧结后的压坯按要求尺寸进行精整，使其达到客户的技术要求。
7、清洗：将精整后的产品倒入超声波清洗机内进行清洗，15分钟后烘干，去掉附在表面的杂质和污垢。
8、浸油：将清洗后的产品置于真空浸油机，在负一个大气压下将美孚shc626专用润滑油充分浸入轴承孔隙中，含油率20.06％，保压20分钟后方可包装。
实施例2：
1、准备原材料：按照重量百分：Al粉90％、Cu粉10％。Cu粉的粒径为100目，铝粉的粒径为100目。
2、电镀包覆：将Cu粉电镀到Al的表面，电镀后铝粉表面已包覆一层铜粉，以便于在混料过程中合金更加均匀。
3、混料：混料时间大于等于1h。
4、压制成形：将混合后的粉末用100目漏筛进行筛选，去掉100目不能通过的粉末，然后将过筛后的粉末装入成形机料斗，调试成形模具，加压到400Mpa，密度为2.3～2.6g/cm3压成压坯。
5、还原烧结：在高温网带电炉中进行，调试烧结炉参数网速为：54mm/min低温区：385℃高温区：525℃降温区：515℃N气压：3.5～4.0Nm3/hH气压：3.5～4.0Nm3/h烧结时间为：2H烧结后测试径向压溃强度不低于200Mpa并做防锈处理。
6、精整：将烧结后的压坯按要求尺寸进行精整，使其达到客户的技术要求。
7、清洗：将精整后的产品倒入超声波清洗机内进行清洗，15分钟后烘干，去掉附在表面的杂质和污垢。
8、浸油：将清洗后的产品置于真空浸油机，在负一个大气压下将美孚shc626专用润滑油充分浸入轴承孔隙中，含油率19.83％，保压20分钟后方可包装。
实施例3：
1、准备原材料：按照重量百分：Al粉88％、Cu粉12％。Cu粉的粒径为200目，铝粉的粒径为100目。
2、电镀包覆：将Cu粉电镀到Al的表面，电镀后铝粉表面已包覆一层铜粉，以便于在混料过程中合金更加均匀。
3、混料：混料时间大于等于1h。
4、压制成形：将混合后的粉末用100目漏筛进行筛选，去掉100目不能通过的粉末，然后将过筛后的粉末装入成形机料斗，调试成形模具，加压到400Mpa，密度为2.3～2.6g/cm3压成压坯。
5、还原烧结：在高温网带电炉中进行，调试烧结炉参数网速为：54mm/min低温区：395℃高温区：540℃降温区：530℃N气压：3.5～4.0Nm3/hH气压：3.5～4.0Nm3/h烧结时间为：2H烧结后测试径向压溃强度不低于200Mpa并做防锈处理。
6、精整:将烧结后的压坯按要求尺寸进行精整，使其达到客户的技术要求。
7、清洗:将精整后的产品倒入超声波清洗机内进行清洗，15分钟后烘干，去掉附在表面的杂质和污垢。
8、浸油:将清洗后的产品置于真空浸油机，在负一个大气压下将美孚shc626专用润滑油充分浸入轴承孔隙中，含油率20.95％，保压20分钟后方可包装。本发明不局限于上述具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。总之，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种耐磨含油轴承，其特征在于：由重量百分比的以下粉末材料制成：
Al85％-90％、Cu10％-15％。
2.根据权利要求1所述耐磨含油轴承，其特征在于：由重量百分比的以下粉末材料制成：
Al88％-90％、Cu10％-12％。
3.根据权利要求1或2所述耐磨含油轴承，其特征在于：Cu粉的粒径为100-200目，铝粉的粒径为100目。
4.一种权利要求3所述耐磨含油轴承的制造方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：混料→压制成型→还原烧结→精整→清洗→浸油，其特征在于：混料前先将铜粉电镀到铝粉的表面。
5.根据权利要求4所述耐磨含油轴承的制造方法，其特征在于：所述混料的时间大于或等于1h。
6.根据权利要求5所述耐磨含油轴承的制造方法，其特征在于：在压制成型之前将混合物料过100目筛子进行筛选，去掉不能通过的粉末，然后将筛过的混合物料装入成型机料斗中，调试成型模具，加压到400Mpa，压制密度为2.3-2.6g/m3。
7.根据权利要求6所述耐磨含油轴承的制造方法，其特征在于：所述还原烧结是在高温网带电炉中进行，网带推进的速度为54-60mm/min，低温区为预热区，其温度为375-395℃，高温区为烧结区，其温度为510-540℃，降温区的温度为500-530℃，烧结炉内的保护气为氮气和氢气，它们的流量均为3.5-4Nm3/h，烧结时间为:2h，烧结后测试径向压溃强度不低于200Mpa，并做防锈处理。
8.根据权利要求7所述耐磨含油轴承的制造方法，其特征在于：所述浸油的步骤为：将清洗后的产品置于真空浸油机中，在负一个大气压下将润滑油充分浸入轴承孔隙中，保压20-30min，使得含油率保证大于18％。
9.根据权利要求8所述耐磨含油轴承的制造方法，其特征在于：所述润滑油为美孚shc626型润滑油。
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