CN108788163B - 一种高耐磨性含油轴承的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其是指一种高耐磨性含油轴承的制备方法，由以下步骤制成，步骤1：将按重量份数配比的4～25份铜粉、60～100份铁粉、0.3～10份磷铜粉、0.3～10份石墨和0.5～15份锌粉混合倒入混料机；步骤2：将原材料注入模具内；步骤3：将步骤2制成的胚料置于烧结炉中烧结；步骤4：将胚料置于润滑油中泡制3～8分钟；步骤5：将胚料放置入另一个模具内把胚料复压1～3次；步骤6：将胚料进行清洗烘干然后再浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承，将所述的制备方法结合上述的组份配方制得的高耐磨性含油轴承，解决了目前市场上含油轴承耐磨性不够，导致含油轴承不能长时间使用，寿命低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其是指一种高耐磨性含油轴承的制备方法。
背景技术
含油轴承，即多孔质轴承，以金属粉末为主要原料，含油轴承是用粉末冶金法制作的烧结体，含油轴承在使用过程中，会与穿过该含油轴承的轴发送摩擦产生热量，这种热量使该含油轴承膨胀，含油轴承内的孔间隙相对缩小，孔隙内的润滑油即顺着孔隙渗出并对轴进行润滑，从而达到在使用过程中不需要对轴承添加润滑油即可润滑的目的。
现有含油轴承在国标要求压溃强度≥180MPa,在市场上同行业目前生产含油轴承一般在200MPa左右，在高转速重负载情况下轴承出现内孔磨大，致使整个电机寿命缩短，在此类型使用条件下电机制造商都选择使用滚珠轴承，从而大大的提高了制造成本，造成资源浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种提高含油轴承的压溃强度，可应用于要求耐磨性较高的电机，降低了资源的浪费，大大的减少了制造成本的高耐磨性含油轴承的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高耐磨性含油轴承的制备方法，由以下步骤制成，
步骤1：将按重量份数配比的4～25份铜粉、60～100份铁粉、0.3～10份磷铜粉、0.3～10份石墨和0.5～15份锌粉用负70～负100目的筛网过滤后倒入混料机，连续均匀混料20～50分钟；
步骤2：将步骤1中混合完成的原材料注入模具内，把原材料制成密度为4.0～5.6g/cm3的胚料；
步骤3：将步骤2制成的胚料置于烧结炉中烧结，烧结温度由400摄氏度开始提升至900摄氏度，烧结时间为200～250分钟；
步骤4：将步骤3完成烧结的胚料置于润滑油中泡制3～8分钟；
步骤5：将完成步骤4后的胚料放置入另一个模具内把胚料复压1～3次；
步骤6：将步骤5完成复压的胚料进行清洗烘干然后再浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承。
优选的，所述步骤1中铜粉的重量份数配比为6～19份、铁粉的重量份数配比为65～85份、磷铜粉的重量份数配比为0.5～5份、石墨的重量份数配比为0.5～5份以及锌粉的重量份数配比为1～9份。
优选的，所述步骤1中铜粉的重量份数配比为10～15份、铁粉的重量份数配比为70～80份、磷铜粉的重量份数配比为2～4份、石墨的重量份数配比为2～4份以及锌粉的重量份数配比为3～6份。
优选的，所述步骤1中铜粉的重量份数配比为15份、铁粉的重量份数配比为75份、磷铜粉的重量份数配比为3份、石墨的重量份数配比为3份以及锌粉的重量份数配比为5份。
优选的，所述步骤1中，在混料机工作时加入按重量份数配比的0.3～2份硬脂酸锌。
优选的，所述步骤2中，模具压制胚料的速度为每分钟15～30个。
优选的，所述步骤3中，烧结炉在烧结时的升温阶段设置有多个保温节点，该多个保温节点包括460摄氏度、680摄氏度、750摄氏度和890摄氏度，每个保温节点的停留保温时间为20～60分钟。
优选的，所述步骤4中，胚料泡制完成后需要进行离心甩干。
优选的，所述步骤5中，胚料复压周期为每分钟15～30个，复压完成后胚料的密度为6.0～6.5g/cm3。
优选的，所述步骤6：将步骤5完成复压的胚料进行超声波清洗，随后烘干，然后再真空浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承。
本发明的有益效果在于：提供了一种高耐磨性含油轴承的制备方法，将所述的制备方法结合上述的组份配方制得的高耐磨性含油轴承，解决了目前市场上含油轴承耐磨性不够，导致含油轴承在转速、负载比较苛刻的条件下不能长时间使用，寿命低的问题。主要利用铜包铁粉作为基体粉末，通过添加石墨、磷铜和锌粉金属粉末促进烧结合金化，从而达到提高含油轴承的压溃强度的目的，填补了目前市场上对于要求耐磨性较高的电机只能使用滚珠轴承的空白，降低了资源的浪费，大大的减少了制造成本。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例一：
一种高耐磨性含油轴承的制备方法：由以下步骤制成，
步骤1：将按重量份数配比的1份铜粉、40份铁粉、0.1份磷铜粉、0.1份石墨和0.2份锌粉用负60目的筛网过滤后倒入混料机，连续均匀混料18分钟，在混料机工作时加入按重量份数配比的0. 2份硬脂酸锌；
步骤2：将步骤1中混合完成的原材料注入模具内，把原材料制成密度为3.8g/cm3的胚料，模具制作胚料的速度为每分钟14个；
步骤3：将步骤2制成的胚料置于烧结炉中烧结，烧结温度由400摄氏度开始提升至900摄氏度，烧结时间为180分钟，烧结炉在烧结时的升温阶段设置有多个保温节点，该多个保温节点包括460摄氏度、680摄氏度、750摄氏度和890摄氏度，所述每个保温节点的停留保温时间为15分钟；
步骤4：将步骤3完成烧结的胚料置于润滑油中泡制2分钟，胚料泡制完成后需要进行离心甩干；
步骤5：将完成步骤4后的胚料放置入另一个模具内把胚料复压1次，胚料复压周期为每分钟14个，复压完成后胚料的密度为5.5g/cm3；
步骤6：将步骤5完成复压的胚料进行超声波清洗，随后烘干，然后再真空浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承。
实施例二：
一种高耐磨性含油轴承的制备方法：由以下步骤制成，
步骤1：将按重量份数配比的3份铜粉、50份铁粉、0.2份磷铜粉、0.2份石墨和0.4份锌粉用负60目的筛网过滤后倒入混料机，连续均匀混料18分钟，在混料机工作时加入按重量份数配比的0. 2份硬脂酸锌；
步骤2：将步骤1中混合完成的原材料注入模具内，把原材料制成密度为3.8g/cm3的胚料，模具制作胚料的速度为每分钟14个；
步骤3：将步骤2制成的胚料置于烧结炉中烧结，烧结温度由400摄氏度开始提升至900摄氏度，烧结时间为180分钟，烧结炉在烧结时的升温阶段设置有多个保温节点，该多个保温节点包括460摄氏度、680摄氏度、750摄氏度和890摄氏度，所述每个保温节点的停留保温时间为15分钟；
步骤4：将步骤3完成烧结的胚料置于润滑油中泡制2分钟，胚料泡制完成后需要进行离心甩干；
步骤5：将完成步骤4后的胚料放置入另一个模具内把胚料复压1次，胚料复压周期为每分钟14个，复压完成后胚料的密度为5.5g/cm3；
步骤6：将步骤5完成复压的胚料进行超声波清洗，随后烘干，然后再真空浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承。
实施例三：
一种高耐磨性含油轴承的制备方法：由以下步骤制成，
步骤1：将按重量份数配比的10份铜粉、70份铁粉、2份磷铜粉、2份石墨和2份锌粉用负70目的筛网过滤后倒入混料机，连续均匀混料25分钟，在混料机工作时加入按重量份数配比的0.3份硬脂酸锌；
步骤2：将步骤1中混合完成的原材料注入模具内，把原材料制成密度为5.0g/cm3的胚料，模具制作胚料的速度为每分钟18个；
步骤3：将步骤2制成的胚料置于烧结炉中烧结，烧结温度由400摄氏度开始提升至900摄氏度，烧结时间为200分钟，烧结炉在烧结时的升温阶段设置有多个保温节点，该多个保温节点包括460摄氏度、680摄氏度、750摄氏度和890摄氏度，所述每个保温节点的停留保温时间为25分钟；
步骤4：将步骤3完成烧结的胚料置于润滑油中泡制4分钟，胚料泡制完成后需要进行离心甩干；
步骤5：将完成步骤4后的胚料放置入另一个模具内把胚料复压1次，胚料复压周期为每分钟18个，复压完成后胚料的密度为5.9g/cm3；
步骤6：将步骤5完成复压的胚料进行超声波清洗，随后烘干，然后再真空浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承。
实施例四：
一种高耐磨性含油轴承的制备方法：由以下步骤制成，
步骤1：将按重量份数配比的15份铜粉、75份铁粉、3份磷铜粉、3份石墨和5份锌粉用负80目的筛网过滤后倒入混料机，连续均匀混料30分钟，在混料机工作时加入按重量份数配比的0.4份硬脂酸锌；
步骤2：将步骤1中混合完成的原材料注入模具内，把原材料制成密度为5.6g/cm3的胚料，模具制作胚料的速度为每分钟20个；
步骤3：将步骤2制成的胚料置于烧结炉中烧结，烧结温度由400摄氏度开始提升至900摄氏度，烧结时间为200分钟，烧结炉在烧结时的升温阶段设置有多个保温节点，该多个保温节点包括460摄氏度、680摄氏度、750摄氏度和890摄氏度，所述每个保温节点的停留保温时间为30分钟；
步骤4：将步骤3完成烧结的胚料置于润滑油中泡制5分钟，胚料泡制完成后需要进行离心甩干；
步骤5：将完成步骤4后的胚料放置入另一个模具内把胚料复压1次，胚料复压周期为每分钟20个，复压完成后胚料的密度为6.2g/cm3；
步骤6：将步骤5完成复压的胚料进行超声波清洗，随后烘干，然后再真空浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承。
实施例五：
一种高耐磨性含油轴承的制备方法：由以下步骤制成，
步骤1：将按重量份数配比的30份铜粉、110份铁粉、11份磷铜粉、11份石墨和16份锌粉用负110目的筛网过滤后倒入混料机，连续均匀混料60分钟，在混料机工作时加入按重量份数配比的2.5份硬脂酸锌；
步骤2：将步骤1中混合完成的原材料注入模具内，把原材料制成密度为5.6g/cm3的胚料，模具制作胚料的速度为每分钟10个；
步骤3：将步骤2制成的胚料置于烧结炉中烧结，烧结温度由400摄氏度开始提升至900摄氏度，烧结时间为200分钟，烧结炉在烧结时的升温阶段设置有多个保温节点，该多个保温节点包括460摄氏度、680摄氏度、750摄氏度和890摄氏度，所述每个保温节点的停留保温时间为65分钟；
步骤4：将步骤3完成烧结的胚料置于润滑油中泡制10分钟，胚料泡制完成后需要进行离心甩干；
步骤5：将完成步骤4后的胚料放置入另一个模具内把胚料复压4次，胚料复压周期为每分钟10个，复压完成后胚料的密度为6.2g/cm3；
步骤6：将步骤5完成复压的胚料进行超声波清洗，随后烘干，然后再真空浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承。
实施例六：
一种高耐磨性含油轴承的制备方法：由以下步骤制成，
步骤1：将按重量份数配比的50份铜粉、130份铁粉、15份磷铜粉、15份石墨和18份锌粉用负110目的筛网过滤后倒入混料机，连续均匀混料60分钟，在混料机工作时加入按重量份数配比的2.5份硬脂酸锌；
步骤2：将步骤1中混合完成的原材料注入模具内，把原材料制成密度为5.6g/cm3的胚料，模具制作胚料的速度为每分钟10个；
步骤3：将步骤2制成的胚料置于烧结炉中烧结，烧结温度由400摄氏度开始提升至900摄氏度，烧结时间为200分钟，烧结炉在烧结时的升温阶段设置有多个保温节点，该多个保温节点包括460摄氏度、680摄氏度、750摄氏度和890摄氏度，所述每个保温节点的停留保温时间为65分钟；
步骤4：将步骤3完成烧结的胚料置于润滑油中泡制10分钟，胚料泡制完成后需要进行离心甩干；
步骤5：将完成步骤4后的胚料放置入另一个模具内把胚料复压4次，胚料复压周期为每分钟10个，复压完成后胚料的密度为6.2g/cm3；
步骤6：将步骤5完成复压的胚料进行超声波清洗，随后烘干，然后再真空浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承。
实施例七：
一种高耐磨性含油轴承的制备方法：由以下步骤制成，
步骤1：将按重量份数配比的60份铜粉、140份铁粉、18份磷铜粉、18份石墨和20份锌粉用负110目的筛网过滤后倒入混料机，连续均匀混料60分钟，在混料机工作时加入按重量份数配比的2.5份硬脂酸锌；
步骤2：将步骤1中混合完成的原材料注入模具内，把原材料制成密度为5.6g/cm3的胚料，模具制作胚料的速度为每分钟10个；
步骤3：将步骤2制成的胚料置于烧结炉中烧结，烧结温度由400摄氏度开始提升至900摄氏度，烧结时间为200分钟，烧结炉在烧结时的升温阶段设置有多个保温节点，该多个保温节点包括460摄氏度、680摄氏度、750摄氏度和890摄氏度，所述每个保温节点的停留保温时间为65分钟；
步骤4：将步骤3完成烧结的胚料置于润滑油中泡制10分钟，胚料泡制完成后需要进行离心甩干；
步骤5：将完成步骤4后的胚料放置入另一个模具内把胚料复压4次，胚料复压周期为每分钟10个，复压完成后胚料的密度为6.2g/cm3；
步骤6：将步骤5完成复压的胚料进行超声波清洗，随后烘干，然后再真空浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承。
对实施例一至实施例七制得的七个高耐磨性含油轴承进行压溃强度试验和耐磨性试验，试验数据如下表所示：
将实施例一至实施例七制得的七个高耐磨性含油轴承进行两项试验；
1.压溃强度试验：将实施例一至实施例七制得的七个成品高耐磨性含油轴承分别放置于拉力试验机中，调节拉力试验机的试验温度为25摄氏度，相对湿度为百分之七十，然后对各个实施例制得的高耐磨性含油轴承施加力，然后记录当施加多少压强力（MPa）时，高耐磨性含油轴承出现明显裂痕；
2.耐磨性试验：将实施例一至实施例七制得的七个成品高耐磨性含油轴承分别穿入于七个电机的转动输出轴中，然后施加200克的垂直压力，调节电机转速为每分钟8000转，先转动一百小时然后每隔五小时取出测量各个实施例制得的高耐磨性含油轴承的内孔大小，记录内孔被磨大所需的时间（h）。
综合上述并结合试验表格，其中实施例一、实施例二、实施例五、实施例六和实施例七的制备参数不在权利要求保护的参数内，而实施例三和实施例四的制备参数均在权利要求的保护范围内，观察试验数据表格中实施例三和实施例四得出的试验结果参数要相对实施例一、实施例二、实施例五、实施例六和实施例七的好，其中实施例五、实施例六和实施例七证明了一味的增加原料的份数量不会使得最终试验参数的大幅度上升，一味的增加所带来的有益效果变得非常的微小，而成本却上升了很多，可以得出本发明权利要求限定的保护范围中制得的高耐磨性含油轴承相对抗压能力及耐磨能力较高且成本较低，足以支撑本发明的权利要求的保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
以上所述实施例仅表达了本发明的若干实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种高耐磨性含油轴承的制备方法，其特征在于：由以下步骤制成，
步骤1：将按重量份数配比的10～15份铜粉、70～80份铁粉、2～4份磷铜粉、2～4份石墨和3～6份锌粉用负70～负100目的筛网过滤后倒入混料机，连续均匀混料20～50分钟，在混料机工作时加入按重量份数配比的0.3～2份硬脂酸锌；
步骤2：将步骤1中混合完成的原材料注入模具内，把原材料制成密度为4.0～5.6g/cm3的胚料，模具制作胚料的速度为每分钟15～30个；
步骤3：将步骤2制成的胚料进行烧结处理，烧结温度由400摄氏度开始提升至900摄氏度，烧结时间为200～250分钟，烧结炉在烧结时的升温阶段设置有多个保温节点，该多个保温节点包括460摄氏度、680摄氏度、750摄氏度和890摄氏度，所述每个保温节点的停留保温时间为20～60分钟；
步骤4：将步骤3完成烧结的胚料置于润滑油中泡制3～8分钟，胚料泡制完成后需要进行离心甩干；
步骤5：将完成步骤4后的胚料进行复压，次数为1～3次；
步骤6：将步骤5完成复压的胚料进行清洗烘干然后再浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承。
2.根据权利要求1所述的高耐磨性含油轴承的制备方法，其特征在于：所述步骤1中铜粉的重量份数配比为15份、铁粉的重量份数配比为75份、磷铜粉的重量份数配比为3份、石墨的重量份数配比为3份以及锌粉的重量份数配比为5份。
3.根据权利要求1所述的高耐磨性含油轴承的制备方法，其特征在于：所述步骤5中，胚料复压周期为每分钟15～30个，复压完成后胚料的密度为6.0～6.5g/cm3。
4.根据权利要求1所述的高耐磨性含油轴承的制备方法，其特征在于：所述步骤6：将步骤5完成复压的胚料进行超声波清洗，随后烘干，然后再真空浸润滑油得到成品高耐磨性含油轴承。
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