CN107282932A - 一种Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备方法,其步骤是:将Al2O3弥散铜合金粉与锡粉按比例混合均匀;将混合粉末进行扩散合金化处理,经破碎、筛分、合批后,得到Al2O3弥散强化铜‑锡扩散合金化粉末;将所得的扩散合金化粉末进行模压成形,制成轴承生坯;将所得的轴承生坯进行烧结,然后浸油、精整,制得Al2O3弥散强化铜基含油轴承。本方法制备的弥散强化铜基含油轴承,具有优良的强度、硬度和精度,克服了现有青铜含油轴承普遍存在的强度低、耐磨性差和精度差等不足,适合规模化生产。

Description

一种Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备方法
技术领域
本发明涉及一种铜基含油轴承的制备方法,具体是涉及一种Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备方法,属于粉末冶金技术领域。
背景技术
轴承是传动的基础,是机械行业不可缺少的元件。有机械,就有转动;有转动,就需要轴承。含油轴承主要包括铁基和铜基两大类,其中烧结青铜(Cu-Sn)含油轴承具有优良的抗腐蚀性能和力学性能以及导热率高、工作寿命长等优点,现已广泛应用于航空航天、汽车、电子设备、办公器械和精密机械等领域。据统计,全球55%以上的铜粉用于制造含油轴承。但通过Sn的固溶强化作用提高铜合金的强度有限,现有青铜含油轴承的强度已经逐渐不能满足越来越严苛的使用要求。
弥散强化是增加合金强度的有效手段。Al2O3具有熔点高、高温下热稳定性好和弹性模量高等特性,是常用的弥散强化相,尤其是在强化铜合金时取得了显著效果。Al2O3弥散强化铜(简称“弥散铜”)合金既保留了铜基体优良的导电、导热性能,又显著改善了铜基体的强度、硬度,特别是高温强度和硬度。该合金不仅具有良好的导电和导热性能、高的强度和硬度,而且在高温下具有高的硬度保持率和优异的抗高温软化性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有青铜含油轴承普遍存在的强度低、耐磨性差和精度差等不足,提供一种强度高、耐磨性好、精度高的Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的:
本发明所述的Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备方法,其特点是包括以下步骤:
(1)以-150微米的Al2O3弥散铜合金粉和-45微米的锡粉为原料,按质量比为Al2O3弥散铜合金粉:锡粉=(89~91):(9~11)进行混合均匀,将混合粉末在氢气中进行400~800℃、2~6h扩散合金化处理,经破碎、筛分,然后将粒径分别为+150微米、-150微米~+75微米、-75微米~+45微米和-45微米的筛分粉末按≤10%、余量、15~30%和10~30%的比例混合,制得弥散铜-锡扩散合金化粉末;
(2)将制得的弥散铜-锡扩散合金化粉末进行模压成形,成形压力为100~300MPa,制成轴承生坯,密度为6.1~6.8g/cm3
(3)将制得的轴承生坯在氢气中进行800~900℃、1~3h烧结;
(4)将烧结坯先进行真空浸油,再精整,制得Al2O3弥散强化铜基含油轴承。
其中,上述Al2O3弥散铜合金粉中Al2O3的质量含量为0.3~4wt%。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:
本发明将Al2O3弥散强化铜粉末用于制备铜基含油轴承,充分发挥弥散强化铜合金优异的强度、硬度、抗高温软化性能以及烧结过程中尺寸变形量小等独特性能。与传统的青铜基含油轴承相比,Al2O3弥散强化铜基含油轴承具有更优异的力学性能,并且烧结过程中尺寸变化较小,有利于进一步的精整,是一种具有更广阔应用前景的新型高强度高精度铜基含油轴承。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的制备方法作进一步说明。
实施例1:0.3wt%Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备
以内氧化法制备的-150微米弥散铜合金粉末(含0.3wt% Al2O3)和市售的-45微米锡粉为原料,按质量比为弥散铜合金粉:锡粉=91:9进行混合均匀,将混合粉末在氢气中进行400℃、6h扩散合金化处理,经破碎、筛分,然后将粒径分别为+150微米、-150微米~+75微米、-75微米~+45微米和-45微米的筛分粉末按3%、余量、30%和30%的比例混合,得到弥散铜-锡扩散合金化粉末。采用100MPa成形压力模压成形粉末,制备轴承生坯,密度为6.1g/cm3。所得轴承生坯在氢气中进行800℃、1h烧结。烧结坯经精整、真空浸油,制得所需的Al2O3弥散强化铜基含油轴承。
实施例2:1wt%Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备
以内氧化法制备的-150微米弥散铜合金粉末(含1wt% Al2O3)和市售的-45微米锡粉为原料,按质量比为弥散铜合金粉:锡粉=90:10进行混合均匀,将混合粉末在氢气中进行600℃、4h扩散合金化处理,经破碎、筛分,然后将粒径分别为+150微米、-150微米~+75微米、-75微米~+45微米和-45微米的筛分粉末按5%、余量、20%和20%的比例混合,得到弥散铜-锡扩散合金化粉末。采用200MPa成形压力模压成形粉末,制备轴承生坯,密度为6.4g/cm3。所得轴承生坯在氢气中进行850℃、2h烧结。烧结坯经精整、真空浸油,制得所需的Al2O3弥散强化铜基含油轴承。
实施例3:2wt%Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备
以内氧化法制备的-150微米弥散铜合金粉末(含2wt% Al2O3)和市售的-45微米锡粉为原料,按质量比为弥散铜合金粉:锡粉=89:11进行混合均匀,将混合粉末在氢气中进行700℃、3h扩散合金化处理,经破碎、筛分,然后将粒径分别为+150微米、-150微米~+75微米、-75微米~+45微米和-45微米的筛分粉末按3%、余量、30%和30%的比例混合,得到弥散铜-锡扩散合金化粉末。采用300MPa成形压力模压成形粉末,制备轴承生坯,密度为6.3g/cm3。所得轴承生坯在氢气中进行900℃、3h烧结。烧结坯经精整、真空浸油,制得所需的Al2O3弥散强化铜基含油轴承。
实施例4:4wt%Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备
以内氧化法制备的-150微米弥散铜合金粉末(含4wt% Al2O3)和市售的-45微米锡粉为原料,按质量比为弥散铜合金粉:锡粉=90:10进行混合均匀,将混合粉末在氢气中进行800℃、2h扩散合金化处理,经破碎、筛分,然后将粒径分别为+150微米、-150微米~+75微米、-75微米~+45微米和-45微米的筛分粉末按10%、余量、15%和10%的比例混合,得到弥散铜-锡扩散合金化粉末。采用500MPa成形压力模压成形粉末,制备轴承生坯,密度为6.8g/cm3。所得轴承生坯在氢气中进行900℃、3h烧结。烧结坯经精整、真空浸油,制得所需的Al2O3弥散强化铜基含油轴承。
本发明是通过实施例来描述的,但并不对本发明构成限制,参照本发明的描述,所公开的实施例的其他变化,如对于本领域的专业人士是容易想到的,这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (2)

1.一种Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)以-150微米的Al2O3弥散铜合金粉和-45微米的锡粉为原料,按质量比为Al2O3弥散铜合金粉:锡粉=(89~91):(9~11)进行混合均匀,将混合粉末在氢气中进行400~800℃、2~6h扩散合金化处理,经破碎、筛分,然后将粒径分别为+150微米、-150微米~+75微米、-75微米~+45微米和-45微米的筛分粉末按≤10%、余量、15~30%和10~30%的比例混合,制得弥散铜-锡扩散合金化粉末;
(2)将制得的弥散铜-锡扩散合金化粉末进行模压成形,成形压力为100~300MPa,制成轴承生坯,密度为6.1~6.8g/cm3
(3)将制得的轴承生坯在氢气中进行800~900℃、1~3h烧结;
(4)将烧结坯先进行真空浸油,再精整,制得Al2O3弥散强化铜基含油轴承。
2.根据权利要求1所述Al2O3弥散强化铜基含油轴承的制备方法,其特征在于:上述Al2O3弥散铜合金粉中Al2O3的质量含量为0.3~4wt%。
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