CN105401106A - 一种复合金属轴承材料及其制备方法 - Google Patents

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邵磊
邵凤耀
靳怀卫
于永涛
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Abstract

本发明公开了一种复合金属轴承材料及其制备方法，由下列重量份的原料制成：铝85-90、铜5-8、铍3-4、锆1-2、硅0.5-1、聚四氟乙烯粉3-4、二硫化钼0.8-1.5、硬脂酸2-3、甲基纤维素0.6-1、石墨1-1.5、聚芳酯0.8-1.2、氧化锆0.5-0.7、陶瓷晶须0.7-0.9、油酸适量；本发明制备的复合金属轴承材料具有优良的自润滑性能，减摩效果好，自身强度高，能够在低速、载荷较大且有一定冲击载荷工况条件下工作，且寿命长。

Description

一种复合金属轴承材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种复合金属轴承材料及其制备方法。
背景技术
金属烧结含油轴承，是以金属粉末作为原料，用粉末冶金工艺制成的一类烧结材料。金属烧结含油制品本身就是多孔的，并具有在制造过程中可自由调节空隙的数量、大小及分布的优点。烧结金属含油轴承已经广泛应用在汽车、家电、运输机械、农业机械、仪器仪表等众多领域。现代工业主要使用的烧结金属含油轴承按基体材料可分为铜基、铁基、铜铁基等。铝是地壳中分布最广泛的元素之一，在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位。在金属品种中，铝是仅次于钢铁的第二类大金属。铝是一种广泛应用的工业材料，纯铝很软，强度不高，有着很好的延展性，向铝中添加铜、硅等元素后，能够有效的改善其力学性能。铝基滑动轴承由于其密度小，强度高，耐腐性好，且成本低等优点，使之在某些减摩领域，其性能比铜基轴承材料更为优异。虽然铝基轴承材料具有很多优异的性能，但是随着铝基粉末冶金具有自身的局限，离实际应用还有很大的差距，由于制造工艺上的问题，烧制品的质量还有待提高，需要进一步提高性能大规模生产扩大其应用范围。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种复合金属轴承材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种复合金属轴承材料及其制备方法，由下列重量份的原料制成：铝85-90、铜5-8、铍3-4、锆1-2、硅0.5-1、聚四氟乙烯粉3-4、二硫化钼0.8-1.5、硬脂酸2-3、甲基纤维素0.6-1、石墨1-1.5、聚芳酯0.8-1.2、氧化锆0.5-0.7、陶瓷晶须0.7-0.9、油酸适量；
所述一种复合金属轴承材料及其制备方法，由以下具体步骤制备制成：
（1）将铝、铜、铍、锆和硅粉倒入研钵中研磨混合均匀，再将该混合粉末加到球磨机中，加入适量的酒精进行湿法球磨，球磨速度为20转/秒，球磨1-1.5h后将混合粉体加到真空干燥箱中于70°C下烘干后放置备用；
（2）将油酸和石墨混合加到超声波震荡器中超声分散均匀，再加入步骤（1）制备的混合粉末超声处理30-45min，超声结束固液分离后备用；
（3）将聚四氟乙烯粉放入搅拌机中以11000转/分下混合5-10min，再加入二硫化钼继续混合10-15min，将混合均匀的粉末置于恒温干燥箱中于80°C下干燥备用；
（4）将硬脂酸和甲基纤维素混合加热，再加入步骤（3）和其余剩余的物料混合搅拌均匀，制成颗粒，再将该颗粒与步骤（2）制备的混合粉末加到混料机中混合均匀；
（5）将步骤（4）制备的混合粉末放入模具中，在液压机中以200-300Mpa的压力下压制成型，获得生坯，将成型后的生坯送入真空烧结炉中进行烧结，烧结室真空为1.0×10-2-1.0×10-3Pa，烧结温度以10°C/min的速率进行升温，达到550-650°C时保温4-5小时，之后随炉冷却至室温；
（6）将步骤（5）制备的毛坯进行表面磨削、去毛刺处理，然后浸油即可得到轴承材料。
本发明的优点是：本发明采用铝粉作为基体，添加锌、铜、镁和硅提高了铝基的强度、相对密度、孔隙率、压溃强度和降低烧结温度的作用，铝的塑性极高，极易粘在模具上，造成脱模困难，本发明利用油酸和石墨混合形成很好的吸附作用包覆在金属粉体表面，能够改善粉体易粘附的问题，还采用聚四氟乙烯和二硫化钼的混合物制成颗粒和金属粉混合烧结，大大增强铝基轴承的自身润滑性，降低收缩性，控制基体的孔隙大小和均匀性，添加的氧化锆、聚芳酯和陶瓷晶须起活化作用，促进了烧结，且细化晶粒，从而提高材料的强度，本发明制备的复合金属轴承材料具有优良的自润滑性能，减摩效果好，自身强度高，能够在低速、载荷较大且有一定冲击载荷工况条件下工作，且寿命长。
具体实施方式
一种复合金属轴承材料及其制备方法，由下列重量份（公斤）的原料制成：铝85、铜5、铍3、锆1、硅0.5、聚四氟乙烯粉3、二硫化钼0.8、硬脂酸2、甲基纤维素0.6、石墨1、聚芳酯0.8、氧化锆0.5、陶瓷晶须0.7、油酸适量；
所述一种复合金属轴承材料及其制备方法，由以下具体步骤制备制成：
（1）将铝、铜、铍、锆和硅粉倒入研钵中研磨混合均匀，再将该混合粉末加到球磨机中，加入适量的酒精进行湿法球磨，球磨速度为20转/秒，球磨1h后将混合粉体加到真空干燥箱中于70°C下烘干后放置备用；
（2）将油酸和石墨混合加到超声波震荡器中超声分散均匀，再加入步骤（1）制备的混合粉末超声处理30min，超声结束固液分离后备用；
（3）将聚四氟乙烯粉放入搅拌机中以11000转/分下混合5min，再加入二硫化钼继续混合10min，将混合均匀的粉末置于恒温干燥箱中于80°C下干燥备用；
（4）将硬脂酸和甲基纤维素混合加热，再加入步骤（3）和其余剩余的物料混合搅拌均匀，制成颗粒，再将该颗粒与步骤（2）制备的混合粉末加到混料机中混合均匀；
（5）将步骤（4）制备的混合粉末放入模具中，在液压机中以200Mpa的压力下压制成型，获得生坯，将成型后的生坯送入真空烧结炉中进行烧结，烧结室真空为1.0×10×10Pa，烧结温度以10°C/min的速率进行升温，达到550°C时保温4小时，之后随炉冷却至室温；
（6）将步骤（5）制备的毛坯进行表面磨削、去毛刺处理，然后浸油即可得到轴承材料。
按照实施例制备额铝基轴承材料，对其进行性能测试，结果如下：
维氏硬度：45，压溃强度：192Mpa，抗拉强度：116Mpa，含油量容量：21%。

Claims (2)

1.一种复合金属轴承材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：铝85-90、铜5-8、铍3-4、锆1-2、硅0.5-1、聚四氟乙烯粉3-4、二硫化钼0.8-1.5、硬脂酸2-3、甲基纤维素0.6-1、石墨1-1.5、聚芳酯0.8-1.2、氧化锆0.5-0.7、陶瓷晶须0.7-0.9、油酸适量。
2.根据权利要求1所述一种复合金属轴承材料及其制备方法，其特征在于，由以下具体步骤制备制成：
（1）将铝、铜、铍、锆和硅粉倒入研钵中研磨混合均匀，再将该混合粉末加到球磨机中，加入适量的酒精进行湿法球磨，球磨速度为20转/秒，球磨1-1.5h后将混合粉体加到真空干燥箱中于70°C下烘干后放置备用；
（2）将油酸和石墨混合加到超声波震荡器中超声分散均匀，再加入步骤（1）制备的混合粉末超声处理30-45min，超声结束固液分离后备用；
（3）将聚四氟乙烯粉放入搅拌机中以11000转/分下混合5-10min，再加入二硫化钼继续混合10-15min，将混合均匀的粉末置于恒温干燥箱中于80°C下干燥备用；
（4）将硬脂酸和甲基纤维素混合加热，再加入步骤（3）和其余剩余的物料混合搅拌均匀，制成颗粒，再将该颗粒与步骤（2）制备的混合粉末加到混料机中混合均匀；
（5）将步骤（4）制备的混合粉末放入模具中，在液压机中以200-300Mpa的压力下压制成型，获得生坯，将成型后的生坯送入真空烧结炉中进行烧结，烧结室真空为1.0×10-2-1.0×10-3Pa，烧结温度以10°C/min的速率进行升温，达到550-650°C时保温4-5小时，之后随炉冷却至室温；
（6）将步骤（5）制备的毛坯进行表面磨削、去毛刺处理，然后浸油即可得到轴承材料。
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