CN110184546A - 重载粉末冶金含油轴承及其制备方法 - Google Patents
重载粉末冶金含油轴承及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110184546A CN110184546A CN201910601436.9A CN201910601436A CN110184546A CN 110184546 A CN110184546 A CN 110184546A CN 201910601436 A CN201910601436 A CN 201910601436A CN 110184546 A CN110184546 A CN 110184546A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- added
- granularity
- powder
- mesh
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 title claims abstract description 18
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 21
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 19
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 18
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 12
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000009747 press moulding Methods 0.000 claims description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 claims description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 4
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000592 Ferroniobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 108010038629 Molybdoferredoxin Proteins 0.000 claims description 3
- HBELESVMOSDEOV-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Mo] Chemical compound [Fe].[Mo] HBELESVMOSDEOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LAUCTMALVHLLAL-UHFFFAOYSA-N [Mn].[C].[Fe] Chemical compound [Mn].[C].[Fe] LAUCTMALVHLLAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZFGFKQDDQUAJQP-UHFFFAOYSA-N iron niobium Chemical compound [Fe].[Fe].[Nb] ZFGFKQDDQUAJQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 3
- 235000020610 powder formula Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000010951 brass Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 4
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 19
- 235000016768 molybdenum Nutrition 0.000 description 16
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N methylidyneniobium Chemical compound [Nb]#C UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- LJAOOBNHPFKCDR-UHFFFAOYSA-K chromium(3+) trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cr+3] LJAOOBNHPFKCDR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000505 pernicious effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/11—Making porous workpieces or articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
- B22F2003/247—Removing material: carving, cleaning, grinding, hobbing, honing, lapping, polishing, milling, shaving, skiving, turning the surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
- B22F3/26—Impregnating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/005—Ferrite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明公开了一种重载粉末冶金含油轴承及其制备方法，包括：称取原料，按照质量百分含量计，所述原料包括如下组分：10％‑18％的铜、0.9‑1.4的碳、1.5％‑2.5％的铌、1.5％‑5％的铬、0.5％‑2％的钼、2％‑8％的镍、0.5％‑2％的锰、0.1％‑0.5％的纳米稀土氧化物以及0.1％‑1％的成形润滑剂，余量为铁，将混合料成形，得到坯体；将所述坯体烧结，得到烧结坯；及将所述烧结坯热处理并注油得到含油轴承。本发明获得的含油轴承，适用于工程机械、矿山机械等重载使用场合，与传统的高力黄铜、铝青铜、铜‑石墨及淬火钢等材料及工艺相比，具有较高的耐磨性、较好的减摩性及较长的磨损寿命，尤其是首次注油具有更长的磨损寿命，可以大批量生产，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于含油轴承制备技术领域，尤其涉及一种重载粉末冶金含油轴承及其制备方法。
背景技术
由于工程机械、矿山机械等重载设备多用于土石方工程、交通运输建设及建筑行业等，具有载荷大、作业条件恶劣等特点，对组成工程机械的零部件提出了较高的要求。滑动轴承是工程机械上广泛使用的一类零件，用于工程机械矿山机械等上面转动或直线滑动的部位。传统的滑动轴承采用高力黄铜、铝青铜等材料制造，不仅材料利用率低，机加工量大，生产效率低，占用的机床及人工较多，生产成本较高，而且仅靠油槽储存的润滑油脂润滑，需要频繁(约50小时)添加润滑脂，且在润滑状态恶化失效时会发生严重磨损及烧伤，大大降低了滑动轴承及摩擦副的使用寿命，增加了作业人员的劳动强度，提高了作业成本，减少了劳动效率。
中国专利2016111248512公开了一种高强耐磨轴承材料及其制备方法，该轴承材料能够在低速、载荷较大且具有一定冲击载荷工况条件下工作。但是，该专利采用了氟化硼，该材料吸水后可产生剧毒氟化物气体，另外其烧结温度高达1300-1350℃，存在铜流失以及产品形状难于保持的技术问题。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种制备过程无有害气体产生、承载能力强的重载粉末冶金含油轴承及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种重载粉末冶金含油轴承的制备方法，包括如下步骤：
称取原料，按照质量百分含量计，所述原料包括如下组分：10％-18％的铜、0.9％-1.4％的碳、1.5％-2.5％的铌、1.5％-5％的铬、0.5％-2％的钼、2％-8％的镍、0.5％-2％的锰、0.1％-0.5％的纳米稀土氧化物以及0.1％-1％的成形润滑剂，余量为铁；
将上述原料混合得到混合料；
将上述混合料成形，得到坯体；
将所述坯体烧结，得到烧结坯；及
将所述烧结坯热处理并注油得到含油轴承。
进一步的，锰以低碳锰铁粉的形式加入，粒度小于等于300目。
进一步的，铁以纯铁粉的形式加入，粒度为80或100目；碳以胶体石墨或鳞片状石墨形态加入，粒度为325目；铜以电解铜粉或雾化铜粉的形式加入，粒度小于等于200目；钼以钼铁粉的形式加入，粒度小于等于300目；铬以低碳铬铁的形式加入，粒度小于等于300目，铌以铌铁粉的形式加入，粒度小于等于300目，镍以羰基镍粉或还原镍粉的形式加入，费氏粒度为1-6微米。
进一步的，原料混合混合时间为60-240分钟，混料机转速为20-45转/分钟。
进一步的，混合料成型采用模冷压成形，成形压力为570-800MPa，压坯密度为6.3-6.6g/cm3。
进一步的，坯体烧结温度为1000-1200℃，保温时间为30-180分钟。
进一步的，热处理工艺采用淬火+回火处理工艺，其中：淬火温度800-900℃，保温时间为30-180分钟；回火温度为100-500℃，保温时间为30-150分钟。
进一步的，注油采用真空注油，真空注油的油温为100-120℃，真空度为1000-5000Pa。
一种采用上述含油轴承的制备方法制备得到的含油轴承。
本发明获得的轴承，适用于工程机械、矿山机械等重载使用场合，与传统的高力黄铜、铝青铜、铜-石墨及淬火钢等材料及工艺相比，具有较高的耐磨性、较好的减摩性及较长的磨损寿命，尤其是首次注油具有更长的磨损寿命，可以大批量生产，降低生产成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种重载粉末冶金含油轴承的制备方法，包括如下步骤：
称取原料，按照质量百分含量计，所述原料包括如下组分：10％-18％的铜、0.9％-1.4％的碳、1.5％-2.5％的铌、1.5％-5％的铬、0.5％-2％的钼、2％-8％的镍、0.5％-2％的锰、0.1％-0.5％的纳米稀土氧化物以及0.1％-1％的成形润滑剂，余量为铁；
将上述原料混合得到混合料；
将上述混合料成形，得到坯体；
将所述坯体烧结，得到烧结坯；及
将所述烧结坯热处理并注油得到含油轴承。
本申请中铁碳合金保证了轴承的骨架强度，铜、钼、铬、铌等元素为轴承提供了足够的强度及硬度，钼、铬、铌与铁及碳可形成复杂的硬质碳化物，提高轴承的耐磨性能，稀土氧化物可以细化晶粒并提高材料的强度及硬度，游离铜和孔隙中的润滑油为材料提供了足够的减摩性能，而热处理则使轴承的强度、硬度、屈服强度、耐磨性等均有大幅度的提高。
本申请中所获得的重载用粉末冶金含油轴承在较低的密度下具有较高的径向压溃强度、较高的压缩屈服强度、较高的耐磨性、较好的减摩性及较长的磨损寿命，尤其是首次注油具有更长的磨损寿命，可以大批量生产，降低生产成本。
本申请中，通过适当提高碳含量，烧结过程中，由于铌元素是强碳化物形成元素，铌会部分以细小的碳化铌的形式从铁素体基体晶界析出，进而可以阻止基体的长大，细化晶粒；并且在轴承超固相烧结时，细小的碳化铌可以提高烧结坯体的刚度，有利于维持坯体的形状和尺寸，烧结后的轴承尺寸精度高。
烧结后几乎所有的钼、铬以及大部分的铌以固溶的形式溶解在烧结坯的铁素体基体中；热处理后，因铌与碳的结合能力强于钼和铬，固溶于基体中的铌会优先以细小的碳化铌形式从回火马氏体+残余奥氏体+铁素体的基体晶界析出，并可阻止钼和铬的析出，进而使得含油轴承的基体中仍然会固溶大量钼和铬合金元素，使得含油轴承的强度和硬度得到极大提高。
为提高轴承的耐酸碱腐蚀能力以及在高温下有防锈和耐热能力，在原料中添加2％-8％的镍，但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量减少镍的添加量。
为提高轴承的淬性，改善轴承的热加工性能，在原料中添加0.5％-2％的锰，锰含量超过此范围，会减弱轴承的抗腐蚀能力，降低焊接性能，低于此范围，锰起到的提高淬性能力有限。
在添加有0.1％-0.5％的纳米稀土氧化物，本发明中加入稀土氧化物，能提高晶体形核率，避免颗粒聚集，细化晶粒，改善微观组织，提高材料的压溃强度、硬度、减摩和耐磨性。
本申请通过上述组分的协同作用，用该粉末冶金材料制造的含油轴承，径向压溃强度为550-1000MPa，压缩强度为1200-2000MPa，压缩屈服强度为800-1200MPa，硬度为HRB70-100，含油率为12-24％(V/V)，烧结尺寸精度控制在±5％,材料的组织为回火马氏体+残余奥氏体+铁素体+游离铜+碳化物硬质相(主要为含铌碳化物)+空隙。与传统的高力黄铜、铝青铜等材料及工艺相比，具有较高的耐磨性、较好的减摩性及较长的磨损寿命，尤其是首次注油具有更长的磨损寿命，可以大批量生产，降低生产成本。
原材料的粒径对烧结性能会有重要影响，过大的材料粒径，烧结出的轴承晶粒比较粗大，进而造成产品强度比较低；而且也不利于维持坯体的形状和尺寸，造成轴承烧结尺寸精度低；过小的原材料粒径，一方面混料时易引入杂质及氧化；另一方便易于发生团聚；造成晶粒异常长大，最终影响产品强度等性能。
因此，本实施例中，镍以羰基镍粉或还原镍粉的形式加入，费氏粒度为1-6微米，锰以低碳锰铁粉的形式加入，粒度小于等于300目。铁以纯铁粉的形式加入，粒度为80或100目；碳以胶体石墨或鳞片状石墨形态加入，粒度为325目；铜以电解铜粉或雾化铜粉的形式加入，粒度小于等于200目；钼以钼铁粉的形式加入，粒度小于等于300目；铬以低碳铬铁的形式加入，粒度小于等于300目，铌以铌铁粉的形式加入，粒度小于等于300目。
进一步的，原料混合混合时间为60-240分钟，混料机转速为20-45转/分钟。
进一步的，混合料成型采用模冷压成形，成形压力为570-800MPa，压坯密度为6.3-6.6g/cm3。
进一步的，坯体烧结温度为1000-1200℃，保温时间为30-180分钟。
进一步的，热处理工艺采用淬火+回火处理工艺，其中：淬火温度800-900℃，保温时间为30-180分钟；回火温度为100-500℃，保温时间为30-150分钟。
进一步的，注油采用真空注油，真空注油的油温为100-120℃，真空度为1000-5000Pa。
成形润滑剂可以采用PVA或硬脂酸锌。
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种重载粉末冶金含油轴承的制备方法，包括如下步骤：
用碳0.9％、铜17％、钼0.5％、镍2％、铌1.5％、锰1.5％、铬1.5％、氧化铈0.4％，另添加成形润滑剂0.8％，余量为铁组成的配方，以上配合以质量百分比计算。
其制造工艺按步骤为：
步骤一：模具制备：根据具体的重载用粉末冶金含油轴承的尺寸及精度要求和产品在成形、烧结工艺中的收缩及膨胀，并预留机加工余量，制备符合要求的成形模具。
步骤二：粉末配料及混合：根据重载用粉末冶金含油轴承的密度、强度、硬度及耐磨性要求，按照实施例一中的材料组成进行配料，并于混料器中将粉末混合均匀。混合时间为120分钟，混料机转速为45转/分钟。
步骤三：成形：根据具体的重载用粉末冶金含油轴承的密度、强度、硬度及耐磨性要求，选择冷压成形工艺，将步骤二中混合好的粉末放入成形模具中压制成形，获得重载用粉末冶金含油轴承成形毛坯。冷压成形压力为600MPa，压坯密度为6.4g/cm3。
步骤四：烧结：根据具体的重载用粉末冶金含油轴承的密度、强度、硬度及耐磨性要求，在一定温度及时间下，将步骤三获得的成形坯烧结炉中进行烧结，获得重载用粉末冶金含油轴承烧结坯。烧结温度为1100℃，保温时间为45分钟。
步骤五：热处理：将烧结后后的重载用粉末冶金含油轴承烧结坯于一定温度及时间下进行淬火+回火处理。热处理工艺为淬火温度860℃，保温时间为120分钟；回火温度为450℃，保温时间为120分钟。
步骤六：机加工：根据重载用粉末冶金含油轴承产品图纸的尺寸及精度要求，加工含油轴承的内外径、端面、倒角、注油孔及油槽。
步骤七：真空注油：将加工好的重载用粉末冶金含油轴承放入真空注油机中，在一定的真空度及温度下注油。真空注油的油温为120℃，真空度为1000Pa。
用该配方及工艺步骤制造的轴承材料组织为回火马氏体+残余奥氏体+铁素体+游离铜+碳化物硬质相+空隙，含油率为16％(V/V)，径向压溃强度为650MPa，压缩强度为1250MPa，压缩屈服强度为850MPa，硬度为HRB70，尺寸精度控制在±5％，实际使用寿命约为高力黄铜的10倍，首次注脂寿命约为高力黄铜的17.5倍，实际使用寿命约为铝青铜的11倍，首次注脂寿命约为铝青铜的18倍。
实施例2
与实施例1不同的是，本实施例中，原料配比为：碳1.1％、铜15％、钼0.5％、镍3％、铌1.6％、锰1.5％、铬5％、纳米氧化铈0.2％，另添加成形润滑剂0.8％，余量为铁。烧结温度为1120℃，保温时间为60分钟，热处理工艺为淬火温度870℃，保温时间为150分钟；回火温度为380℃，保温时间为120分钟。
用该配方及工艺步骤制造轴承材料组织为回火马氏体+残余奥氏体+铁素体+游离铜+碳化物硬质相+空隙，含油率为18％(V/V)，径向压溃强度为680MPa，压缩强度为1400MPa，压缩屈服强度为870MPa，硬度为HRB72，尺寸精度控制在±4％，实际使用寿命约为铝青铜的11.5倍，首次注脂寿命约为铝青铜的19倍。
实施例3
与实施例1不同的是，本实施例中，原料配比为：用碳1.1％、铜17％、钼1.5％、镍2％、铌2.0％、锰1.5％、铬4.5％、氧化铈0.4％，另添加成形润滑剂0.8％，余量为铁。
用该配方及工艺步骤制造轴承材料组织为回火马氏体+残余奥氏体+铁素体+游离铜+碳化物硬质相+空隙，含油率为19％(V/V)，径向压溃强度为700MPa，压缩强度为1500MPa，压缩屈服强度为900MPa，硬度为HRB75，尺寸精度控制在±4％，实际使用寿命约为高力黄铜的10.5倍，首次注脂寿命约为高力黄铜的18.5倍，实际使用寿命约为铝青铜的12倍，首次注脂寿命约为铝青铜的20倍。
实施例4
与实施例1不同的是，原料采用：碳1.3％、铜16％、钼2％、镍2.5％、锰1.5％、铬4％、铌2.5％、氧化铈0.4％，另添加成形润滑剂0.8％，余量为铁。
烧结温度为1150℃，保温时间为60分钟，热处理工艺为淬火温度890℃，保温时间为150分钟；回火温度为200℃，保温时间为120分钟。
用上述配方及工艺制备的轴承材料组织为回火马氏体+残余奥氏体+铁素体+少量游离铜+碳化物硬质相+空隙，含油率为22％(V/V)，径向压溃强度为800MPa，压缩强度为1300MPa，压缩屈服强度为950MPa，硬度为HRB85，尺寸精度控制在±2％，实际使用寿命约为高力黄铜的15倍，首次注脂寿命约为高力黄铜的25倍，实际使用寿命约为铝青铜的14倍，首次注脂寿命约为铝青铜的22倍。
对比例1
与实施例1不同的是，原料采用：用碳0.5％、铜17％、钼0.5％、镍2％、锰1.5％、铬1.5％、氧化铈0.4％，另添加成形润滑剂0.8％组成的配方，余量为铁。
用该配方及工艺步骤制造的轴承材料含油率为11％(V/V)，径向压溃强度为500MPa，压缩强度为1100MPa，压缩屈服强度为650MPa，硬度为HRB65，尺寸精度控制在±8％。
对比例2
与实施例1不同的是，原料采用：用碳0.4％、铜16％、钼0.5％、镍1.5％、铌0.5％、锰0.5％、铬0.5％、氧化铈0.4％，另添加成形润滑剂0.8％组成的配方，余量为铁。
用该配方及工艺步骤制造的轴承材料含油率为12％(V/V)，径向压溃强度为600MPa，压缩强度为1200MPa，压缩屈服强度为750MPa，硬度为HRB68，尺寸精度控制在±6％。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种重载粉末冶金含油轴承的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
称取原料，按照质量百分含量计，所述原料包括如下组分：10％-18％的铜、0.9％-1.4％的碳、1.5％-2.5％的铌、1.5％-5％的铬、0.5％-2％的钼、2％-8％的镍、0.5％-2％的锰、0.1％-0.5％的纳米稀土氧化物以及0.1％-1％的成形润滑剂，余量为铁；
将上述原料混合得到混合料；
将上述混合料成形，得到坯体；
将所述坯体烧结，得到烧结坯；及
将所述烧结坯热处理并注油得到含油轴承。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：锰以低碳锰铁粉的形式加入，粒度小于等于300目。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：铁以纯铁粉的形式加入，粒度为80或100目；碳以胶体石墨或鳞片状石墨形态加入，粒度为325目；铜以电解铜粉或雾化铜粉的形式加入，粒度小于等于200目。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：钼以钼铁粉的形式加入，粒度小于等于300目；铬以低碳铬铁的形式加入，粒度小于等于300目。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：铌以铌铁粉的形式加入，粒度小于等于300目，镍以羰基镍粉或还原镍粉的形式加入，费氏粒度为1-6微米。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：原料混合时间为60-240分钟，混料机转速为20-45转/分钟。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：混合料成型采用模冷压成形，成形压力为570-800MPa，压坯密度为6.3-6.6g/cm3。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：坯体烧结温度为1000-1200℃，保温时间为30-180分钟。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：热处理工艺采用淬火+回火处理工艺，其中：淬火温度800-900℃，保温时间为30-180分钟；回火温度为100-500℃，保温时间为30-150分钟。
10.一种含油轴承，其特征在于：采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910601436.9A CN110184546B (zh) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | 重载粉末冶金含油轴承及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910601436.9A CN110184546B (zh) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | 重载粉末冶金含油轴承及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110184546A true CN110184546A (zh) | 2019-08-30 |
| CN110184546B CN110184546B (zh) | 2021-04-16 |
Family
ID=67725074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910601436.9A Active CN110184546B (zh) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | 重载粉末冶金含油轴承及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110184546B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111001813A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-14 | 合肥波林新材料股份有限公司 | 一种高减摩性铁基硫化粉末冶金含油轴承材料及其制备方法和应用 |
| CN112157267A (zh) * | 2020-09-21 | 2021-01-01 | 南通冠达粉末冶金有限公司 | 一种粉末冶金含油轴承材料及其制备工艺 |
| CN113357265A (zh) * | 2020-03-04 | 2021-09-07 | 马勒国际有限公司 | 烧结轴承套材料、滑动轴承、内燃机和电动机 |
| CN113751712A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-12-07 | 枣庄市鲁州粉末冶金制品有限公司 | 一种粉末冶金黄铜轴承保持器及其制备工艺 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104972127A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-10-14 | 东睦新材料集团股份有限公司 | 一种粉末冶金打击块的制备方法 |
| CN105033259A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-11-11 | 马鞍山市华东粉末冶金厂 | 一种粉末冶金制备汽车座椅升降器轴承套的方法及产品 |
| CN106636918A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-05-10 | 绍兴市口福食品有限公司 | 一种高强耐磨轴承材料及其制备方法 |
| CN107663615A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-02-06 | 益阳益瑞通材料科技有限公司 | 一种高强度高自润滑铁基合金及制备方法和应用 |
| CN109695004A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-30 | 东睦新材料集团股份有限公司 | 一种铁基粉末冶金零件的制造方法 |
-
2019
- 2019-07-04 CN CN201910601436.9A patent/CN110184546B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105033259A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-11-11 | 马鞍山市华东粉末冶金厂 | 一种粉末冶金制备汽车座椅升降器轴承套的方法及产品 |
| CN104972127A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-10-14 | 东睦新材料集团股份有限公司 | 一种粉末冶金打击块的制备方法 |
| CN106636918A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-05-10 | 绍兴市口福食品有限公司 | 一种高强耐磨轴承材料及其制备方法 |
| CN107663615A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-02-06 | 益阳益瑞通材料科技有限公司 | 一种高强度高自润滑铁基合金及制备方法和应用 |
| CN109695004A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-30 | 东睦新材料集团股份有限公司 | 一种铁基粉末冶金零件的制造方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111001813A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-14 | 合肥波林新材料股份有限公司 | 一种高减摩性铁基硫化粉末冶金含油轴承材料及其制备方法和应用 |
| CN113357265A (zh) * | 2020-03-04 | 2021-09-07 | 马勒国际有限公司 | 烧结轴承套材料、滑动轴承、内燃机和电动机 |
| CN113357265B (zh) * | 2020-03-04 | 2023-10-24 | 马勒国际有限公司 | 烧结轴承套材料、滑动轴承、内燃机和电动机 |
| US11796000B2 (en) | 2020-03-04 | 2023-10-24 | Mahle International Gmbh | Sintered bearing bush material, sliding bearing, internal combustion engine and electric motor |
| CN112157267A (zh) * | 2020-09-21 | 2021-01-01 | 南通冠达粉末冶金有限公司 | 一种粉末冶金含油轴承材料及其制备工艺 |
| CN113751712A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-12-07 | 枣庄市鲁州粉末冶金制品有限公司 | 一种粉末冶金黄铜轴承保持器及其制备工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110184546B (zh) | 2021-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110184546A (zh) | 重载粉末冶金含油轴承及其制备方法 | |
| US8287615B2 (en) | High-strength composition iron powder and sintered part made therefrom | |
| CN104789868B (zh) | 高强耐磨铁基粉末冶金轴承 | |
| CN103231050B (zh) | 一种粉末冶金平齿轮及其制备方法 | |
| KR101607744B1 (ko) | 슬라이딩 부재용 철기 소결 합금 및 그 제조 방법 | |
| CN106086666B (zh) | 一种高耐磨的粉末冶金复合材料 | |
| JP2013076152A (ja) | 鉄基焼結摺動部材およびその製造方法 | |
| CN103231061B (zh) | 一种粉末冶金同步轮及其制备方法 | |
| KR101087376B1 (ko) | 슬라이드 부재용 철기 소결 합금 | |
| CN103231062B (zh) | 一种粉末冶金行星齿轮及其制备方法 | |
| CN103223489A (zh) | 一种偏心轮粉末冶金的制备方法 | |
| CN103223485B (zh) | 一种粉末冶金伞齿轮及其制备方法 | |
| JP6528899B2 (ja) | 粉末冶金用混合粉および焼結体の製造方法 | |
| CN100389223C (zh) | 自润滑合金材料及其制备方法 | |
| JP2009019257A (ja) | 粉末冶金用混合粉末および鉄粉焼結体 | |
| KR101699189B1 (ko) | 미끄럼 베어링 조립체 | |
| CN111074166A (zh) | 一种含钼高强度粉末冶金复合材料及其制备方法 | |
| JP6010015B2 (ja) | 浸炭焼入れ材の製造方法 | |
| JPH1150103A (ja) | 粉末冶金用鉄粉の製造方法 | |
| CN110234448B (zh) | 粉末冶金用混合粉、烧结体及烧结体的制造方法 | |
| CN105177462B (zh) | 一种自润滑稀土铁基合金材料 | |
| WO2018143088A1 (ja) | 粉末冶金用混合粉、焼結体、および焼結体の製造方法 | |
| CN105506439B (zh) | 一种高性能自润滑稀土铁基合金材料 | |
| JP2510653B2 (ja) | 焼結用低合金鋼粉末 | |
| KR20210029582A (ko) | 철계 예합금 분말, 철계 확산접합 분말 및 이를 이용하는 분말야금용 철계 합금 분말 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Heavy duty powder metallurgy oil bearing and its preparation method Effective date of registration: 20210802 Granted publication date: 20210416 Pledgee: Yiyang branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: HUNAN EALIN MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980007053 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220725 Granted publication date: 20210416 Pledgee: Yiyang branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: HUNAN EALIN MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021980007053 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Heavy-duty powder metallurgy oil-impregnated bearing and preparation method thereof Effective date of registration: 20220829 Granted publication date: 20210416 Pledgee: Yiyang branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: HUNAN EALIN MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980013876 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230727 Granted publication date: 20210416 Pledgee: Yiyang branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: HUNAN EALIN MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980013876 |