CN105779905A - 用于轴承的不锈钢材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于轴承的不锈钢材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。该用于轴承的不锈钢材料包括按照质量份数计的如下原料：铁30‑48份、铬12‑20份、镍7‑12份、碳1‑2份、硅2‑5份、锰0.5‑2份、钒0.1‑1份、铜1‑3份、钼0.5‑3份、锡1‑2份、氮化硼1‑3份、碳化锆0.5‑4份。本发明的不锈钢材料具有良好的耐磨性能、硬度高、防锈性能好、机械强度高，适用于轴承；本发明制备方法简便，适用于大范围推广应用。

Description

用于轴承的不锈钢材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及用于轴承的不锈钢材料及其制备方法。
背景技术
轴承(Bearing)是当代机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。用于制作轴承的材料应具备很高的接触疲惫强度、很好的耐磨性能、高硬度和良好的防锈性能等。
复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。不锈钢(StainlessSteel)是复合材料的一种，指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种，其具有良好的防锈性能，但是硬度和耐磨性能欠佳。不锈钢的性能与其成分配比有很大的关系，因此，本发明旨在提供一种不锈钢材料，具有良好的耐磨性能、硬度、防锈性能等，适合应用于轴承。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种用于轴承的不锈钢材料及其制备方法，该不锈钢材料具有良好的耐磨性能、硬度高、防锈性能好、机械强度高，适用于轴承。
本发明采用的技术方案如下：
用于轴承的不锈钢材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁30-48份、铬12-20份、镍7-12份、碳1-2份、硅2-5份、锰0.5-2份、钒0.1-1份、铜1-3份、钼0.5-3份、锡1-2份、氮化硼1-3份、碳化锆0.5-4份。
以上所述的用于轴承的不锈钢材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁40份、铬16份、镍9份、碳1份、硅3份、锰1份、钒0.5份、铜2份、钼1.8份、锡1份、氮化硼2份、碳化锆2.3份。
以上所述的用于轴承的不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照质量配比，取铁、铬、镍、碳、硅、锰、钒、铜、钼、锡、氮化硼和碳化锆，用机械球磨混料机研磨至400目，并混合均匀；
(2)将步骤(1)混合均匀的物质于400-500MPa下压制；
(3)在氮气氛围中，于1100-1250℃下烧结20-50min，降温至400-500℃，保持1-2h，后继续自然冷却，即得所述用于轴承的不锈钢材料。
进一步的，所述步骤(2)中压制压强为450MPa。
进一步的，所述步骤(3)中烧结条件为于1180℃下烧结40min。
本发明的有益效果为：
第一，本发明的不锈钢材料配方合理，在保持原有良好的防锈性能的同时，使其还具有良好的耐磨性能、硬度高、机械强度高，适用于轴承，延长了使用寿命；
第二，本发明的不锈钢材料可加工性强，能制作成满足各种需求的轴承；
第三，本发明制备方法适用范围广，节能省时，工艺可靠高效，利于规模化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，本发明中使用的原料若无特别说明，均可通过市购获得。
实施例1
用于轴承的不锈钢材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁30份、铬12份、镍7份、碳1份、硅2份、锰0.5份、钒0.1份、铜1份、钼0.5份、锡1份、氮化硼1份、碳化锆0.5份。
上述用于轴承的不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照质量配比，取铁、铬、镍、碳、硅、锰、钒、铜、钼、锡、氮化硼和碳化锆，用机械球磨混料机研磨至400目，并混合均匀；
(2)将步骤(1)混合均匀的物质于400MPa下压制；
(3)在氮气氛围中，于1100℃下烧结50min，降温至400-500℃，保持1-2h，后继续自然冷却，即得所述用于轴承的不锈钢材料。
实施例2
用于轴承的不锈钢材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁35份、铬15份、镍8份、碳1份、硅2份、锰0.8份、钒0.3份、铜1份、钼1.2份、锡1份、氮化硼1.5份、碳化锆1.3份。
上述用于轴承的不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照质量配比，取铁、铬、镍、碳、硅、锰、钒、铜、钼、锡、氮化硼和碳化锆，用机械球磨混料机研磨至400目，并混合均匀；
(2)将步骤(1)混合均匀的物质于430MPa下压制；
(3)在氮气氛围中，于1150℃下烧结50min，降温至400-500℃，保持1-2h，后继续自然冷却，即得所述用于轴承的不锈钢材料。
实施例3
用于轴承的不锈钢材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁40份、铬16份、镍9份、碳1份、硅3份、锰1份、钒0.5份、铜2份、钼1.8份、锡1份、氮化硼2份、碳化锆2.3份。
上述用于轴承的不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照质量配比，取铁、铬、镍、碳、硅、锰、钒、铜、钼、锡、氮化硼和碳化锆，用机械球磨混料机研磨至400目，并混合均匀；
(2)将步骤(1)混合均匀的物质于450MPa下压制；
(3)在氮气氛围中，于1180℃下烧结40min，降温至400-500℃，保持1-2h，后继续自然冷却，即得所述用于轴承的不锈钢材料。
实施例4
用于轴承的不锈钢材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁43份、铬18份、镍10份、碳1.5份、硅4份、锰1.4份、钒0.7份、铜2份、钼2.5份、锡2份、氮化硼2份、碳化锆3份。
上述用于轴承的不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照质量配比，取铁、铬、镍、碳、硅、锰、钒、铜、钼、锡、氮化硼和碳化锆，用机械球磨混料机研磨至400目，并混合均匀；
(2)将步骤(1)混合均匀的物质于480MPa下压制；
(3)在氮气氛围中，于1200℃下烧结30min，降温至400-500℃，保持1-2h，后继续自然冷却，即得所述用于轴承的不锈钢材料。
实施例5
用于轴承的不锈钢材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁48份、铬20份、镍12份、碳2份、硅5份、锰2份、钒1份、铜3份、钼3份、锡2份、氮化硼3份、碳化锆4份。
上述用于轴承的不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照质量配比，取铁、铬、镍、碳、硅、锰、钒、铜、钼、锡、氮化硼和碳化锆，用机械球磨混料机研磨至400目，并混合均匀；
(2)将步骤(1)混合均匀的物质于500MPa下压制；
(3)在氮气氛围中，于1250℃下烧结20min，降温至400-500℃，保持1-2h，后继续自然冷却，即得所述用于轴承的不锈钢材料。
性能测试
对本发明实施例1-5所得产品进行性能测试，其中耐盐雾性试验：将待测样浸泡于10wt％的氯化钠溶液中200h，后置于湿度98％、温度35-45℃的环境中30d，观察表面是否腐蚀，结果如下表：
表1产品性能测试数据
性能 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
拉伸强度，MPa 1005 1012 1020 1010 1006
弹性模量，GPa 123 126 131 128 124
断裂延伸率，％ 33 36 39 38 34
耐磨量，mg/1000次 0.4 0.5 0.6 0.5 0.45
洛氏硬度 84 85 87 86 83
耐盐雾腐蚀性 无变化 无变化 无变化 无变化 无变化
由上表可见，本发明的不锈钢材料具有良好的耐磨性能、硬度高、防锈性能好、机械强度高，适用于轴承，其中实施例3效果最佳。

Claims (5)

1.用于轴承的不锈钢材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：铁30-48份、铬12-20份、镍7-12份、碳1-2份、硅2-5份、锰0.5-2份、钒0.1-1份、铜1-3份、钼0.5-3份、锡1-2份、氮化硼1-3份、碳化锆0.5-4份。
2.根据权利要求1所述的用于轴承的不锈钢材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：铁40份、铬16份、镍9份、碳1份、硅3份、锰1份、钒0.5份、铜2份、钼1.8份、锡1份、氮化硼2份、碳化锆2.3份。
3.权利要求1或2所述的用于轴承的不锈钢材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照质量配比，取铁、铬、镍、碳、硅、锰、钒、铜、钼、锡、氮化硼和碳化锆，用机械球磨混料机研磨至400目，并混合均匀；
(2)将步骤(1)混合均匀的物质于400-500MPa下压制；
(3)在氮气氛围中，于1100-1250℃下烧结20-50min，降温至400-500℃，保持1-2h，后继续自然冷却，即得所述用于轴承的不锈钢材料。
4.根据权利要求3所述的用于轴承的不锈钢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中压制压强为450MPa。
5.根据权利要求3所述的用于轴承的不锈钢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中烧结条件为于1180℃下烧结40min。
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