CN115213414A - 一种含油轴承的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含油轴承的制备方法。它由混粉、成型、烧结、精整、清洗、烘干等步骤所组成。其显著特点是，采用优化设计的成分体系进行制备，以较少的元素添加量，通过生产工艺的控制，制备出适用于转速为25000‑35000转/分钟的电动工具的粉末冶金铜基含油轴承，其在25000‑35000转/分钟的转速下，运转1000小时，磨损量≤0.05mm，且采用的工艺适用于工业化的大批量生产，成本得到有效地降低，且产品的性能得到有效的提升，具有良好的经济效益和市场前景。

Description

一种含油轴承的制备方法

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术，具体是一种含油轴承的制备方法。

背景技术

粉末冶金材料是以铁粉或铜粉作为基本粉末，加入一定量的合金元素粉末，经过混合、压制、烧结以及后续处理而得到的合金，粉末冶金工艺具有成本低、产量大、效率高、性能好等优点，相比于传统的切削加工，其更加适合于大规模批量生产，应用前景十分广阔。铁粉或铜粉粉末冶金材料为主的制品用途广泛，主要用于制造各类机械结构零件、轴承和耐磨材料等。

轴承是承载轴的零件，被称为“机械的关节”，是现代机械设备中不可缺少的一种基础零部件。轴承的主要功能是支撑旋转轴或其它运动体，引导转动运动或移动运动并承受由轴或轴上零件传递而来的载荷。自润滑轴承适用于无法加油或很难加油的场所。由于特殊生产工艺的要求，汽车制造、机械工业企业的某些关键设备需要在极端工况下运行，由于设备重、环境温度高、粉尘大或空气中含酸性腐蚀气体等各种因素，难以为设备添加润滑油，因此滚动轴承或一般滑动轴承摩擦磨损严重，易发生轴承的咬伤或咬死，引起零件磨损和损坏，导致设备停运。

由于自润滑轴承无需供油装置，工作过程中可以不用加油，因此可以节省大量的安装和运行成本，提高机械性能，提升使用寿命及可靠性。无油化处理无需废油回收处理，还有利于环境保护。自润滑轴承对于磨轴的硬度要求较低，从而降低了相关零件的加工难度。自润滑复合轴承结构中，表面可电镀多种金属，可在腐蚀介质中使用。此外，由于无油润滑不存在油脂挥发问题，自润滑轴承可在高温高压环境下使用。

铜及其合金基自润滑复合材料是金属基自润滑复合材料的重要组成部分，是解决400-500℃下的工业摩擦问题的首选材料。其中的锡青铜具有优良的机械性能、抗氧化、耐腐蚀与耐磨损等特性，得到了广泛的关注和应用。特别是以粉末冶金含油锡青铜一石墨自润滑复合材料制作的轴承和轴瓦，在室温贫油润滑或无油润滑的条件下具有与对偶件的磨合性好、摩擦系数低、温升小及无污染等优点，已广泛应用于纺织机械、制药机械、食品机械及汽车工业中。

随着现代工业的快速发展，对自润滑材料及轴承结构件的压溃强度、耐高温和耐磨性能等提出了越来越高的要求。而现有的一般均质含油轴承存在的承载能力低、极限pv值小与使用寿命短等缺点，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有技术中铜基粉末冶金轴承存在的不足，优化设计了锡青铜粉末冶金复合材料的材料体系，提供一种简单、实用、有效的制备锡青铜粉末冶金复合材料的制备方法，有效地提升材料的压溃强度和耐磨性等综合力学性能。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下。

一种粉末冶金轴承的制备方法，其特征在于具体步骤是。

混粉。

S1：以质量百分比计，以0.5%的MoS₂，0.2%的石墨，0.35%的润滑剂，余量为CuSn₁₀，润滑剂为微蜡粉配制材料，按比例加入CuSn₁₀粉末和MoS₂粉末，再按照15ml/100kg的分量，加入32号润滑油，搅拌30分钟。

S2：在上述混合组分的基础上，按比例加入石墨粉和润滑剂，搅拌20分钟。

成型。

S3：再以400-500MPa的压力将粉末压制成型。

烧结。

S4：预烧：将压坯置于450℃下预烧20分钟，气氛为空气。

S5：烧结：将预烧后的产品置于670℃下烧结40分钟，气氛为分解氨保护气。

精整。

S6：采用内孔精整棒对轴承的内孔进行精整处理，精整棒为一端带有圆锥形的圆形棒，精整棒的外径=轴承内径-0.02mm，正偏差0.01mm，负偏差0mm，精整后轴承内孔壁表面的孔隙度为65-70%，且孔隙在内孔壁表面上均匀分布。

清洗、烘干。

S7：利用超声波振动清洗机去除轴承上的各种残留物后烘干。

真空浸油。

S8：真空度为-60至-70KPa的环境下，将产品浸入粘度系数为110-120，倾点为-40℃，闪火点为150℃的润滑油。

本发明的优点。

依据本发明的的制备方法所制备得到的零件，以较少的元素添加量，通过生产工艺的控制，制备出适用于转速为25000-35000转/分钟的电动工具的粉末冶金铜基含油轴承，其在25000-35000转/分钟的转速下，运转1000小时，磨损量≤0.05mm，且采用的工艺适用于工业化的大批量生产，成本得到有效地降低，且产品的性能得到有效的提升，具有良好的经济效益和市场前景。

具体实施方式

实施例1

材料：以质量百分比计，以0.5%的MoS₂（粒度分布要求为100-120目），0.2%的石墨（鳞片状石墨），0.35%的润滑剂，余量为CuSn₁₀（松装密度为2.4-2.5g/cm³，粒度分布要求为80-120目的粉末占75%，≤80目的粉末占20%，≥120目的粉末占5%），润滑剂为微蜡粉，配制材料。

工艺。

混粉。

S1：按比例加入CuSn₁₀粉末和MoS₂粉末，再按照15ml/100kg的分量，加入32号润滑油，搅拌30分钟；此步骤的目的在于，让MoS₂的颗粒可以均匀地附着在CuSn₁₀颗粒上，防止产生偏析，加入润滑油可以降低压制的阻力，同时，润滑油在烧结过程中挥发，使得轴承内部形成连通的孔隙。

S2：在上述混合组分的基础上，按比例加入石墨粉和润滑剂，搅拌20分钟。

成型。

S3：再以400-500MPa的压力将粉末压制成型，保证压坯的密度为6.6-6.7g/cm³，且压坯上半部分与下半部分的密度差小于0.1g/cm³。

烧结。

S4：预烧：将压坯置于450℃下预烧20分钟，气氛为空气。此步骤的目的在于，使得润滑剂和润滑油挥发，在轴承内部形成连通的孔隙。

S5：烧结：将预烧后的产品置于670℃下烧结40分钟，气氛为分解氨保护气。

精整。

S6：采用特别设计的内孔精整棒对轴承的内孔进行精整处理，精整棒为一端带有圆锥形的圆形帮，要求圆锥与圆柱体过渡处有高的光洁度，且精整棒的外径=轴承内径-0.02mm，正偏差0.01mm，负偏差0mm，精整后轴承内孔壁表面的孔隙度为65-70%，且孔隙在内孔壁表面上均匀分布，以提高轴承的使用寿命。

清洗、烘干。

S7：利用超声波振动清洗机去除轴承上的各种残留物后烘干。

真空浸油。

S8：真空度为-60至-70KPa的环境下，将产品浸入粘度系数为110-120，倾点为-40℃，闪火点为150℃的润滑油。

按上述成分配比与工艺制备的轴承产品：密度为6.63g/cm³，含油率为19.3%（体积百分比），压溃强度为137.9MPa。

将其装入电机轴进行磨损测试，在轴承的半径方向加载100KPa的压力，将轴以25000转的转速旋转1000小时，轴承内表面最大磨损深度为0.05mm。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种粉末冶金轴承的制备方法，其特征在于具体步骤是：

混粉：

S1：以质量百分比计，以0.5%的MoS₂（粒度分布要求为100-120目），0.2%的石墨（鳞片状石墨），0.35%的润滑剂，余量为CuSn₁₀（松装密度为2.4-2.5g/cm³，粒度分布要求为80-120目的粉末占75%，≤80目的粉末占20%，≥120目的粉末占5%），润滑剂为微蜡粉，配制材料，按比例加入CuSn₁₀粉末和MoS₂粉末，再按照15ml/100kg的分量，加入32号润滑油，搅拌30分钟；

S2：在上述混合组分的基础上，按比例加入石墨粉和润滑剂，搅拌20分钟；

成型：

S3：再以400-500MPa的压力将粉末压制成型；

烧结：

S4：预烧：将压坯置于450℃下预烧20分钟，气氛为空气；

S5：烧结：将预烧后的产品置于670℃下烧结40分钟，气氛为分解氨保护气；

精整：

S6：采用内孔精整棒对轴承的内孔进行精整处理，精整棒为一端带有圆锥形的圆形棒，精整棒的外径=轴承内径-0.02mm，正偏差0.01mm，负偏差0mm，精整后轴承内孔壁表面的孔隙度为65-70%，且孔隙在内孔壁表面上均匀分布；

清洗、烘干：

S7：利用超声波振动清洗机去除轴承上的各种残留物后烘干；

真空浸油：

S8：真空度为-60至-70KPa的环境下，将产品浸入粘度系数为110-120，倾点为-40℃，闪火点为150℃的润滑油。