CN106563801A - 一种耐高温耐腐蚀轴承材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温耐腐蚀轴承材料及其制备方法 Download PDF

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王凯贤
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Abstract

本发明公开了一种耐高温耐腐蚀轴承材料及其制备方法，由以下重量份原料制成：碳化钛5‑8份、碳化铬3‑5份、三氧化二铝4‑6份、改性蒙脱石粉3‑5份、阳起石粉3‑5份、硫酸锌8‑10份、微晶蜡1‑3份、甲基纤维素2‑4份、石墨6‑7份、油酸8‑10份、三聚磷酸钠2‑3份、铝60‑70份、锌10‑12份、镍3‑5份、铁粉4‑6份、硼化二钨1‑3份、二氧化钼1.2‑1.5份。本发明的耐高温耐腐蚀轴承材料，具有耐高温、抗腐蚀性强、不易变形等优点，使用寿命长，适用于高温磨蚀环境，能在300℃以上温度条件下长期正常使用。

Description

一种耐高温耐腐蚀轴承材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，具体地说是涉及一种耐高温耐腐蚀轴承材料及其制备方法。
背景技术
轴承是机械中的固定机件，当其他机件在轴上彼此产生相对运动时，用来保持轴的中心位置及控制该运动的机件，广泛应用于航空、航天、国防、大型机械设备等领域。轴承寿命是评判轴承优劣关键指标，而精度和材料又是影响轴承寿命的关键指标，随着现代设备制造业发展，轴承逐渐由精度的研究转向材料的研究，所以当今高端轴承研究基本上是轴承材料的研究。传统的轴承材料采用的钢耐热性差，当轴承长期处于高温环境时，易发生膨胀变形，而且易腐蚀，寿命短。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种耐高温耐腐蚀轴承材料及其制备方法，具有耐高温、抗腐蚀性强、不易变形等优点，使用寿命长，适用于高温磨蚀环境，能在300℃以上温度条件下长期正常使用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐高温耐腐蚀轴承材料，由以下重量份的原料制成：碳化钛5-8份、碳化铬3-5份、三氧化二铝4-6份、改性蒙脱石粉3-5份、阳起石粉3-5份、硫酸锌8-10份、微晶蜡1-3份、甲基纤维素2-4份、石墨6-7份、油酸8-10份、三聚磷酸钠2-3份、铝60-70份、锌10-12份、镍3-5份、铁粉4-6份、硼化二钨1-3份、二氧化钼1.2-1.5份。
所述的改性蒙脱石粉的制备方法为：将蒙脱石于800-900℃下煅烧5-6小时后，磨成粉末，用10-15％双氧水浸泡2-3小时，去离子水洗涤，烘干，在其中加入相当于其重量1-2％的甲基纤维素、2-3％的a-氰基丙烯酸乙酯、1-2％的交联剂TAC，高速4500-4800转/分搅拌30-40分钟，烘干粉碎过100-200目筛，即可。
所述的耐高温耐腐蚀轴承材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将铝、锌、镍、铁粉研磨，混合均匀，将混合粉加入到球磨机中进行湿法球磨，球磨1-2小时，然后将混合粉加到真空干燥箱中于60-70℃烘干；
(2)将石墨、油酸、三聚磷酸钠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30-40min，超声结束固液分离后备用；
(3)将改性蒙脱石粉、阳起石粉放入搅拌机中以8000转/分下混合15-20min，再加入硼化二钨、二氧化钼继续混合10-20min，将混合均匀的粉末置于恒温干燥箱中于70℃下干燥备用；
(4)将微晶蜡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350-400Mpa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3.0×10-2-4.0×10-2Pa，烧结温度以10℃/min的速率进行升温，达到700-800℃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。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的耐高温耐腐蚀轴承材料，采用铝粉作为基体，添加碳化钛、碳化铬，提高产品硬度，使产品不易变形；添加的改性蒙脱石粉、阳起石粉能够明显提高材料的耐热、耐高温和耐腐蚀等方面的特性，使轴承材料寿命延长，本发明材料制造的轴承具有高承载力、耐腐蚀、耐高温、不变形稳定性好的优点，适用于高温磨蚀环境，能在300℃以上温度条件下长期正常使用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1：
一种耐高温耐腐蚀轴承材料，由以下重量份的原料制成：碳化钛5份、碳化铬5份、三氧化二铝4份、改性蒙脱石粉3份、阳起石粉5份、硫酸锌8份、微晶蜡1份、甲基纤维素4份、石墨6份、油酸8份、三聚磷酸钠2份、铝60份、锌10份、镍3份、铁粉6份、硼化二钨1份、二氧化钼1.2份。
所述的改性蒙脱石粉的制备方法为：将蒙脱石于800℃下煅烧6小时后，磨成粉末，用10％双氧水浸泡3小时，去离子水洗涤，烘干，在其中加入相当于其重量1％的甲基纤维素、3％的a-氰基丙烯酸乙酯、1％的交联剂TAC，高速4500转/分搅拌40分钟，烘干粉碎过100目筛，即可。
所述的耐高温耐腐蚀轴承材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将铝、锌、镍、铁粉研磨，混合均匀，将混合粉加入到球磨机中进行湿法球磨，球磨1小时，然后将混合粉加到真空干燥箱中于60℃烘干；
(2)将石墨、油酸、三聚磷酸钠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)将改性蒙脱石粉、阳起石粉放入搅拌机中以8000转/分下混合15min，再加入硼化二钨、二氧化钼继续混合10min，将混合均匀的粉末置于恒温干燥箱中于70℃下干燥备用；
(4)将微晶蜡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350Mpa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3.0×10-22Pa，烧结温度以10℃/min的速率进行升温，达到700℃时保温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。
本实施例1的轴承材料，对其进行性能测试，结果如下：维氏硬度(HRC)：58，抗拉强度(MPa)：1250Mpa，含油量容量(％)：21％。
实施例2：
一种耐高温耐腐蚀轴承材料，由以下重量份的原料制成：碳化钛6份、碳化铬4份、三氧化二铝5份、改性蒙脱石粉4份、阳起石粉4份、硫酸锌9份、微晶蜡2份、甲基纤维素3份、石墨6份、油酸9份、三聚磷酸钠3份、铝65份、锌11份、镍4份、铁粉5份、硼化二钨2份、二氧化钼1.3份。
所述的改性蒙脱石粉的制备方法为：将蒙脱石于850℃下煅烧6小时后，磨成粉末，用12％双氧水浸泡3小时，去离子水洗涤，烘干，在其中加入相当于其重量2％的甲基纤维素、2％的a-氰基丙烯酸乙酯、2％的交联剂TAC，高速4600转/分搅拌35分钟，烘干粉碎过200目筛，即可。
所述的耐高温耐腐蚀轴承材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将铝、锌、镍、铁粉研磨，混合均匀，将混合粉加入到球磨机中进行湿法球磨，球磨2小时，然后将混合粉加到真空干燥箱中于65℃烘干；
(2)将石墨、油酸、三聚磷酸钠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35min，超声结束固液分离后备用；
(3)将改性蒙脱石粉、阳起石粉放入搅拌机中以8000转/分下混合20min，再加入硼化二钨、二氧化钼继续混合15min，将混合均匀的粉末置于恒温干燥箱中于70℃下干燥备用；
(4)将微晶蜡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400Mpa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4.0×10-2Pa，烧结温度以10℃/min的速率进行升温，达到800℃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。
本实施例2的轴承材料，对其进行性能测试，结果如下：维氏硬度(HRC)：62，抗拉强度(MPa)：1350Mpa，含油量容量(％)：22％。
实施例3：
一种耐高温耐腐蚀轴承材料，由以下重量份的原料制成：碳化钛8份、碳化铬5份、三氧化二铝6份、改性蒙脱石粉5份、阳起石粉3份、硫酸锌10份、微晶蜡3份、甲基纤维素2份、石墨7份、油酸8份、三聚磷酸钠3份、铝70份、锌12份、镍5份、铁粉6份、硼化二钨3份、二氧化钼1.5份。
所述的改性蒙脱石粉的制备方法为：将蒙脱石于900℃下煅烧5小时后，磨成粉末，用15％双氧水浸泡2小时，去离子水洗涤，烘干，在其中加入相当于其重量2％的甲基纤维素、3％的a-氰基丙烯酸乙酯、2％的交联剂TAC，高速4800转/分搅拌30分钟，烘干粉碎过200目筛，即可。
所述的耐高温耐腐蚀轴承材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将铝、锌、镍、铁粉研磨，混合均匀，将混合粉加入到球磨机中进行湿法球磨，球磨2小时，然后将混合粉加到真空干燥箱中于70℃烘干；
(2)将石墨、油酸、三聚磷酸钠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40min，超声结束固液分离后备用；
(3)将改性蒙脱石粉、阳起石粉放入搅拌机中以8000转/分下混合20min，再加入硼化二钨、二氧化钼继续混合20min，将混合均匀的粉末置于恒温干燥箱中于70℃下干燥备用；
(4)将微晶蜡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350-400Mpa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3.0×10- 2Pa，烧结温度以10℃/min的速率进行升温，达到700℃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。
本实施例3的轴承材料，对其进行性能测试，结果如下：维氏硬度(HRC)：66，抗拉强度(MPa)：1280Mpa，含油量容量(％)：19％。

Claims (3)

1.一种耐高温耐腐蚀轴承材料，其特征在于：由以下重量份的原料制成：碳化钛5-8份、碳化铬3-5份、三氧化二铝4-6份、改性蒙脱石粉3-5份、阳起石粉3-5份、硫酸锌8-10份、微晶蜡1-3份、甲基纤维素2-4份、石墨6-7份、油酸8-10份、三聚磷酸钠2-3份、铝60-70份、锌10-12份、镍3-5份、铁粉4-6份、硼化二钨1-3份、二氧化钼1.2-1.5份。
2.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀轴承材料，其特征在于：所述的改性蒙脱石粉的制备方法为：将蒙脱石于800-900℃下煅烧5-6小时后，磨成粉末，用10-15％双氧水浸泡2-3小时，去离子水洗涤，烘干，在其中加入相当于其重量1-2％的甲基纤维素、2-3％的a-氰基丙烯酸乙酯、1-2％的交联剂TAC，高速4500-4800转/分搅拌30-40分钟，烘干粉碎过100-200目筛，即可。
3.根据权利要求1或2所述的耐高温耐腐蚀轴承材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
(1)将铝、锌、镍、铁粉研磨，混合均匀，将混合粉加入到球磨机中进行湿法球磨，球磨1-2小时，然后将混合粉加到真空干燥箱中于60-70℃烘干；
(2)将石墨、油酸、三聚磷酸钠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30-40min，超声结束固液分离后备用；
(3)将改性蒙脱石粉、阳起石粉放入搅拌机中以8000转/分下混合15-20min，再加入硼化二钨、二氧化钼继续混合10-20min，将混合均匀的粉末置于恒温干燥箱中于70℃下干燥备用；
(4)将微晶蜡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350-400Mpa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3.0×10-2-4.0×10-2Pa，烧结温度以10℃/min的速率进行升温，达到700-800℃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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