CN109382509A - 一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，包括以下步骤：S1、将铜粉进行氧化处理得到氧化铜粉末，之后将氧化铜粉末进行还原处理得到多孔铜粉；S2、将所述多孔铜粉与锡粉混合，得到锡含量为9.5wt％～10.5wt％的混合粉末，并将所述混合粉末在450℃～650℃的温度下加热5min～8min；S3、将加热后的混合粉末破碎，之后往破碎后的混合粉末中加入0.2wt％～0.4wt％的石蜡粉末。能够得到锡均匀分布的铜锡局部合金粉末，同时能够使制得的含油轴承具有高空隙率。

Description

一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法。
背景技术
半扩散铜锡合金粉末是铜锡合金粉末的一种，其制备方法通常是将铜粉与锡粉混合后进行加热，使锡部分扩散于铜粉中，达到部分合金的效果。然而，锡粉与铜粉的密度相差较大，混合后容易发生偏析，很难通过混合的方式使锡粉在铜粉中扩散均匀，因此制得的含油轴承强度不高，而且使用传统的铜锡局部合金粉末难以制备高空隙率的含油轴承。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，能够得到锡均匀分布的铜锡局部合金粉末，同时能够使制得的含油轴承具有高空隙率。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，包括以下步骤：
S1、将铜粉进行氧化处理得到氧化铜粉末，之后将氧化铜粉末进行还原处理得到多孔铜粉；
S2、将所述多孔铜粉与锡粉混合，得到锡含量为9.5wt％～10.5wt％的混合粉末，并将所述混合粉末在450℃～650℃的温度下加热5min～8min；
S3、将加热后的混合粉末破碎，之后往破碎后的混合粉末中加入0.2wt％～0.4wt％的石蜡粉末。
本发明的有益效果在于：将铜粉进行先氧化后还原处理后，能够得到表面粗糙且具有孔隙的多孔铜粉，多孔铜粉的粗糙表面能够增大多孔铜粉与锡粉之间的摩擦力，使多孔铜粉与锡粉之间不易发生偏析，而且多孔铜粉相较于实心铜粉具有更低的颗粒密度，使得多孔铜粉与锡粉的密度相近，进一步降低了偏析的可能性，因此通过混合能够使锡粉在铜粉中均匀分布，同时传统的含油轴承中的孔隙源于粉末之间的间隙，而通过将铜粉先氧化后还原处理制得的多孔铜粉本身便具有一定的孔隙，从而能够大幅提升制得的含油轴承的孔隙率，使含油轴承浸油处理后具有更佳的自润滑效果，在破碎后的混合粉末中加入0.2wt％～0.4wt％的石蜡粉末，提升混合粉末的流动性，使混合粉末制成的含油轴承生坯具有良好的密度均匀性，同时石蜡粉末在含油轴承的烧结过程中将变为气体脱离含油轴承，不会引入杂质。
附图说明
图1所示为本发明的一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：将铜粉进行先氧化后还原处理后得到多孔铜粉，之后将多孔铜粉与锡粉混合并进行加热扩散处理。
请参照图1所示，本发明提供的一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，包括以下步骤：
S1、将铜粉进行氧化处理得到氧化铜粉末，之后将氧化铜粉末进行还原处理得到多孔铜粉；
S2、将所述多孔铜粉与锡粉混合，得到锡含量为9.5wt％～10.5wt％的混合粉末，并将所述混合粉末在450℃～650℃的温度下加热5min～8min；
S3、将加热后的混合粉末破碎，之后往破碎后的混合粉末中加入0.2wt％～0.4wt％的石蜡粉末。
从上述描述可知，将铜粉进行先氧化后还原处理后，能够得到表面粗糙且具有孔隙的多孔铜粉，多孔铜粉的粗糙表面能够增大多孔铜粉与锡粉之间的摩擦力，使多孔铜粉与锡粉之间不易发生偏析，而且多孔铜粉相较于实心铜粉具有更低的颗粒密度，使得多孔铜粉与锡粉的密度相近，进一步降低了偏析的可能性，因此通过混合能够使锡粉在铜粉中均匀分布，同时传统的含油轴承中的孔隙源于粉末之间的间隙，而通过将铜粉先氧化后还原处理制得的多孔铜粉本身便具有一定的孔隙，从而能够大幅提升制得的含油轴承的孔隙率，使含油轴承浸油处理后具有更佳的自润滑效果，在破碎后的混合粉末中加入0.2wt％～0.4wt％的石蜡粉末，提升混合粉末的流动性，使混合粉末制成的含油轴承生坯具有良好的密度均匀性，同时石蜡粉末在含油轴承的烧结过程中将变为气体脱离含油轴承，不会引入杂质。
进一步的，所述铜粉进行氧化处理时的温度为236℃。
进一步的，所述铜粉为电解铜粉、气雾化铜粉或水雾化铜粉。
进一步的，S2中混合粉末的加热在保护气氛下进行。
从上述描述可知，保护气氛能够防止混合粉末在加热的过程中氧化。
进一步的，所述保护气氛为流动的氨分解气体。
从上述描述可知，氨分解气体中的氢气具有还原性，不仅能够防止混合粉末在加热的过程中氧化，还能够将已氧化的混合粉末还原，保证混合粉末的纯度。
进一步的，S2具体为：
将所述混合粉末在500℃的温度下加热7min。
从上述描述可知，在500℃的温度下加热7min，能够使锡的扩散较为完全，同时防止粉末过度粘连而影响破碎。
进一步的，S2具体为：
往混合粉末中加入0.05wt％的柠檬酸，之后将所述混合粉末在450℃～650℃的温度下加热5min～8min。
从上述描述可知，往混合粉末中加入0.05wt％的柠檬酸，使粉末的表面活性增大，提升锡的扩散速度，使锡的分布更加均匀。
进一步的，S2具体为：
往混合粉末中加入0.05wt％的聚乙二醇，之后将所述混合粉末在450℃～650℃的温度下加热5min～8min。
从上述描述可知，往混合粉末中加入0.05wt％的聚乙二醇，使粉末的表面活性增大，提升锡的扩散速度，使锡的分布更加均匀。
进一步的，S3具体包括：
S301、将加热后的混合粉末进行破碎；
S302、将破碎后的混合粉末进行筛分，得到粒径范围在60目～500目的筛分粉末；
S303、往所述筛分粉末中加入0.2wt％～0.4wt％的石蜡粉末。
从上述描述可知，将粒径大于60目的混合粉末筛除，有利于提升含油轴承的孔隙率，将粒径小于500目的混合粉末筛除，能够防止其堵塞孔隙。
进一步的，所述筛分粉末的粒径范围具体为：
60目～150目的混合粉末：10wt％～25wt％；
150目～325目的混合粉末：65wt％～85wt％；
325目～500目的混合粉末：5wt％～10wt％。
从上述描述可知，通过粒径的不同搭配，能够对混合粉末的振实密度进行调整，进而调整所制得的含油轴承的孔隙度。
请参照图1所示，本发明的实施例一为：
一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，包括以下步骤：
S1、将铜粉进行氧化处理得到氧化铜粉末，之后将氧化铜粉末进行还原处理得到多孔铜粉；
S2、将所述多孔铜粉与锡粉混合，得到锡含量为9.5wt％的混合粉末，并将所述混合粉末在650℃的温度下加热5min；
S301、将加热后的混合粉末进行破碎；
S302、将破碎后的混合粉末进行筛分，得到粒径范围在60目～500目的筛分粉末；
S303、往所述筛分粉末中加入0.4wt％的石蜡粉末。
本发明的实施例二为：
一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，包括以下步骤：
S1、将铜粉进行氧化处理得到氧化铜粉末，之后将氧化铜粉末进行还原处理得到多孔铜粉；
S2、将所述多孔铜粉与锡粉混合，得到锡含量为10wt％的混合粉末，并将所述混合粉末在500℃的温度下加热7min；
S301、将加热后的混合粉末进行破碎；
S302、将破碎后的混合粉末进行筛分，得到粒径范围在60目～500目的筛分粉末；
S303、往所述筛分粉末中加入0.3wt％的石蜡粉末。
本发明的实施例三为：
一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，包括以下步骤：
S1、将铜粉进行氧化处理得到氧化铜粉末，之后将氧化铜粉末进行还原处理得到多孔铜粉；
S2、将所述多孔铜粉与锡粉混合，得到锡含量为10.5wt％的混合粉末，并将所述混合粉末在450℃的温度下加热8min；
S301、将加热后的混合粉末进行破碎；
S302、将破碎后的混合粉末进行筛分，得到粒径范围在60目～500目的筛分粉末；
S303、往所述筛分粉末中加入0.2wt％的石蜡粉末。
本发明的实施例四为：
一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，在实施例一的基础上还具有以下特征：所述筛分粉末的粒径范围具体为：
60目～150目的混合粉末：10wt％；
150目～325目的混合粉末：85wt％；
325目～500目的混合粉末：5wt％。；
本发明的实施例五为：
一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，在实施例二的基础上还具有以下特征：所述筛分粉末的粒径范围具体为：
60目～150目的混合粉末：25wt％；
150目～325目的混合粉末：65wt％；
325目～500目的混合粉末：10wt％。
本发明的实施例六为：
一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，在实施例三的基础上还具有以下特征：所述筛分粉末的粒径范围具体为：
60目～150目的混合粉末：18wt％；
150目～325目的混合粉末：75wt％；
325目～500目的混合粉末：7wt％。
本发明的实施例七为：
一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，在实施例一的基础上还具有以下特征：
S2具体为：往混合粉末中加入0.05wt％的柠檬酸，之后将所述混合粉末在450℃～650℃的温度下加热5min～8min。
本发明的实施例八为：
一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，与实施例七的不同之处在于：往混合粉末中加入0.05wt％的聚乙二醇。
本发明的对比例一为：
一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将铜粉与锡粉混合，得到锡含量为9.5wt％的混合粉末，并将所述混合粉末在650℃的温度下加热5min；
步骤二：将加热后的混合粉末进行破碎；将破碎后的混合粉末进行筛分，得到粒径范围在60目～500目的筛分粉末；往所述筛分粉末中加入0.4wt％的石蜡粉末。
本发明的对比例二为：
一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将铜粉进行氧化处理得到氧化铜粉末，之后将氧化铜粉末进行还原处理得到多孔铜粉；
步骤二、将所述多孔铜粉与锡粉混合，得到锡含量为10wt％的混合粉末，并将所述混合粉末在500℃的温度下加热7min；
步骤三、将加热后的混合粉末进行破碎；将破碎后的混合粉末进行筛分，得到粒径范围在60目～500目的筛分粉末；往所述筛分粉末中加入0.3wt％的碳粉末。
将实施例一至实施例八以及对比例一至对比例二所制得的混合粉末在同一实验条件下压制成含油轴承的生坯，并对生坯的生坯强度进行测试，之后再于同一实验条件下将生坯烧结制成含油轴承，并对含油轴承的烧结强度和孔隙率进行测试，测试结果如表1所示：
表1
综上所述，本发明提供的一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，将铜粉进行先氧化后还原处理后，能够得到表面粗糙且具有孔隙的多孔铜粉，多孔铜粉的粗糙表面能够增大多孔铜粉与锡粉之间的摩擦力，使多孔铜粉与锡粉之间不易发生偏析，而且多孔铜粉相较于实心铜粉具有更低的颗粒密度，使得多孔铜粉与锡粉的密度相近，进一步降低了偏析的可能性，因此通过混合能够使锡粉在铜粉中均匀分布，同时传统的含油轴承中的孔隙源于粉末之间的间隙，而通过将铜粉先氧化后还原处理制得的多孔铜粉本身便具有一定的孔隙，从而能够大幅提升制得的含油轴承的孔隙率，使含油轴承浸油处理后具有更佳的自润滑效果，在破碎后的混合粉末中加入0.2wt％～0.4wt％的石蜡粉末，提升混合粉末的流动性，使混合粉末制成的含油轴承生坯具有良好的密度均匀性，同时石蜡粉末在含油轴承的烧结过程中将变为气体脱离含油轴承，不会引入杂质，往混合粉末中加入0.05wt％的聚乙二醇或0.05wt％的柠檬酸，使粉末的表面活性增大，提升锡的扩散速度，使锡的分布更加均匀，进而能够使制得的含油轴承的烧结强度大幅提升。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将铜粉进行氧化处理得到氧化铜粉末，之后将氧化铜粉末进行还原处理得到多孔铜粉；
S2、将所述多孔铜粉与锡粉混合，得到锡含量为9.5wt％～10.5wt％的混合粉末，并将所述混合粉末在450℃～650℃的温度下加热5min～8min；
S3、将加热后的混合粉末破碎，之后往破碎后的混合粉末中加入0.2wt％～0.4wt％的石蜡粉末。
2.根据权利要求1所述的用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，其特征在于，所述铜粉进行氧化处理时的温度为236℃。
3.根据权利要求1所述的用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，其特征在于，所述铜粉为电解铜粉、气雾化铜粉或水雾化铜粉。
4.根据权利要求1所述的用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，其特征在于，S2中混合粉末的加热在保护气氛下进行。
5.根据权利要求4所述的用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，其特征在于，所述保护气氛为流动的氨分解气体。
6.根据权利要求1所述的用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，其特征在于，S2具体为：
将所述混合粉末在500℃的温度下加热7min。
7.根据权利要求1所述的用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，其特征在于，S2具体为：
往混合粉末中加入0.05wt％的柠檬酸，之后将所述混合粉末在450℃～650℃的温度下加热5min～8min。
8.根据权利要求1所述的用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，其特征在于，S2具体为：
往混合粉末中加入0.05wt％的聚乙二醇，之后将所述混合粉末在450℃～650℃的温度下加热5min～8min。
9.根据权利要求1所述的用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，其特征在于，S3具体包括：
S301、将加热后的混合粉末进行破碎；
S302、将破碎后的混合粉末进行筛分，得到粒径范围在60目～500目的筛分粉末；
S303、往所述筛分粉末中加入0.2wt％～0.4wt％的石蜡粉末。
10.根据权利要求9所述的用于含油轴承的铜锡局部合金粉末的制备方法，其特征在于，所述筛分粉末的粒径范围具体为：
60目～150目的混合粉末：10wt％～25wt％；
150目～325目的混合粉末：65wt％～85wt％；
325目～500目的混合粉末：5wt％～10wt％。
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