一種復合金屬軸承材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及粉末冶金技術領域，尤其涉及一種復合金屬軸承材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]金屬燒結含油軸承，是以金屬粉末作為原料，用粉末冶金工藝制成的一類燒結材料。金屬燒結含油制品本身就是多孔的，并具有在制造過程中可自由調節空隙的數量、大小及分布的優點。燒結金屬含油軸承已經廣泛應用在汽車、家電、運輸機械、農業機械、儀器儀表等眾多領域。現代工業主要使用的燒結金屬含油軸承按基體材料可分為銅基、鐵基、銅鐵基等。鋁是地殼中分布最廣泛的元素之一，在地殼中的含量僅次于氧和硅，居第三位。在金屬品種中，鋁是僅次于鋼鐵的第二類大金屬。鋁是一種廣泛應用的工業材料，純鋁很軟，強度不尚，有著很好的延展性，向招中添加銅、娃等兀素后，能夠有效的改善其力學性能。招基滑動軸承由于其密度小，強度高，耐腐性好，且成本低等優點，使之在某些減摩領域，其性能比銅基軸承材料更為優異。雖然鋁基軸承材料具有很多優異的性能，但是隨著鋁基粉末冶金具有自身的局限，離實際應用還有很大的差距，由于制造工藝上的問題，燒制品的質量還有待提高，需要進一步提高性能大規模生產擴大其應用范圍。
【發明內容】
[0003]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種復合金屬軸承材料及其制備方法。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種復合金屬軸承材料及其制備方法，由下列重量份的原料制成:鋁85-90、銅5-8、鈹3-4、鋯1-2、硅0.5-1、聚四氟乙烯粉3-4、二硫化鉬0.8-1.5、硬脂酸2_3、甲基纖維素
0.6-1、石墨1-1.5、聚芳酯0.8-1.2、氧化鋯0.5-0.7、陶瓷晶須0.7-0.9、油酸適量；
所述一種復合金屬軸承材料及其制備方法，由以下具體步驟制備制成:
(1)將鋁、銅、鈹、鋯和硅粉倒入研缽中研磨混合均勻，再將該混合粉末加到球磨機中，加入適量的酒精進行濕法球磨，球磨速度為20轉/秒，球磨1-1.5h后將混合粉體加到真空干燥箱中于70° C下烘干后放置備用；
(2)將油酸和石墨混合加到超聲波震蕩器中超聲分散均勻，再加入步驟(1)制備的混合粉末超聲處理30-45min，超聲結束固液分離后備用；
(3)將聚四氟乙烯粉放入攪拌機中以11000轉/分下混合5-10min，再加入二硫化鉬繼續混合10-15min，將混合均勻的粉末置于恒溫干燥箱中于80° C下干燥備用；
(4)將硬脂酸和甲基纖維素混合加熱，再加入步驟(3)和其余剩余的物料混合攪拌均勻，制成顆粒，再將該顆粒與步驟(2)制備的混合粉末加到混料機中混合均勻；
(5)將步驟(4)制備的混合粉末放入模具中，在液壓機中以200-300Mpa的壓力下壓制成型，獲得生坯，將成型后的生坯送入真空燒結爐中進行燒結，燒結室真空為
1.0X10-2-1.0X10-3Pa，燒結溫度以10° C/min的速率進行升溫，達到550-650° C時保溫4-5小時，之后隨爐冷卻至室溫；
(6)將步驟(5)制備的毛坯進行表面磨削、去毛刺處理，然后浸油即可得到軸承材料。
[0005]本發明的優點是:本發明采用鋁粉作為基體，添加鋅、銅、鎂和硅提高了鋁基的強度、相對密度、孔隙率、壓潰強度和降低燒結溫度的作用，鋁的塑性極高，極易粘在模具上，造成脫模困難，本發明利用油酸和石墨混合形成很好的吸附作用包覆在金屬粉體表面，能夠改善粉體易粘附的問題，還采用聚四氟乙烯和二硫化鉬的混合物制成顆粒和金屬粉混合燒結，大大增強鋁基軸承的自身潤滑性，降低收縮性，控制基體的孔隙大小和均勻性，添加的氧化鋯、聚芳酯和陶瓷晶須起活化作用，促進了燒結，且細化晶粒，從而提高材料的強度，本發明制備的復合金屬軸承材料具有優良的自潤滑性能，減摩效果好，自身強度高，能夠在低速、載荷較大且有一定沖擊載荷工況條件下工作，且壽命長。
【具體實施方式】
[0006]—種復合金屬軸承材料及其制備方法，由下列重量份(公斤)的原料制成:鋁85、銅5、鈹3、鋯1、硅0.5、聚四氟乙烯粉3、二硫化鉬0.8、硬脂酸2、甲基纖維素0.6、石墨1、聚芳酯0.8、氧化鋯0.5、陶瓷晶須0.7、油酸適量；
所述一種復合金屬軸承材料及其制備方法，由以下具體步驟制備制成:
(1)將鋁、銅、鈹、鋯和硅粉倒入研缽中研磨混合均勻，再將該混合粉末加到球磨機中，加入適量的酒精進行濕法球磨，球磨速度為20轉/秒，球磨lh后將混合粉體加到真空干燥箱中于70° C下烘干后放置備用；
(2)將油酸和石墨混合加到超聲波震蕩器中超聲分散均勻，再加入步驟(1)制備的混合粉末超聲處理30min，超聲結束固液分離后備用；
(3)將聚四氟乙烯粉放入攪拌機中以11000轉/分下混合5min，再加入二硫化鉬繼續混合lOmin，將混合均勻的粉末置于恒溫干燥箱中于80° C下干燥備用；
(4)將硬脂酸和甲基纖維素混合加熱，再加入步驟(3)和其余剩余的物料混合攪拌均勻，制成顆粒，再將該顆粒與步驟(2)制備的混合粉末加到混料機中混合均勻；
(5)將步驟(4)制備的混合粉末放入模具中，在液壓機中以200Mpa的壓力下壓制成型，獲得生坯，將成型后的生坯送入真空燒結爐中進行燒結，燒結室真空為l.0XlOXlOPa，燒結溫度以10° C/min的速率進行升溫，達到550° C時保溫4小時，之后隨爐冷卻至室溫；
(6)將步驟(5)制備的毛坯進行表面磨削、去毛刺處理，然后浸油即可得到軸承材料。
[0007]按照實施例制備額鋁基軸承材料，對其進行性能測試，結果如下:
維氏硬度:45，壓潰強度:192Mpa，抗拉強度:116 Mpa，含油量容量:21%。
【主權項】
1.一種復合金屬軸承材料及其制備方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成:鋁85-90、銅5-8、鈹3-4、鋯1-2、硅0.5-1、聚四氟乙烯粉3-4、二硫化鉬0.8-1.5、硬脂酸2-3、甲基纖維素0.6-1、石墨1-1.5、聚芳酯0.8-1.2、氧化鋯0.5-0.7、陶瓷晶須0.7-0.9、油酸適量。2.根據權利要求1所述一種復合金屬軸承材料及其制備方法，其特征在于，由以下具體步驟制備制成: (1)將鋁、銅、鈹、鋯和硅粉倒入研缽中研磨混合均勻，再將該混合粉末加到球磨機中，加入適量的酒精進行濕法球磨，球磨速度為20轉/秒，球磨1-1.5h后將混合粉體加到真空干燥箱中于70° C下烘干后放置備用； (2)將油酸和石墨混合加到超聲波震蕩器中超聲分散均勻，再加入步驟(1)制備的混合粉末超聲處理30-45min，超聲結束固液分離后備用； (3)將聚四氟乙烯粉放入攪拌機中以11000轉/分下混合5-10min，再加入二硫化鉬繼續混合10-15min，將混合均勻的粉末置于恒溫干燥箱中于80° C下干燥備用； (4)將硬脂酸和甲基纖維素混合加熱，再加入步驟(3)和其余剩余的物料混合攪拌均勻，制成顆粒，再將該顆粒與步驟(2)制備的混合粉末加到混料機中混合均勻； (5)將步驟(4)制備的混合粉末放入模具中，在液壓機中以200-300Mpa的壓力下壓制成型，獲得生坯，將成型后的生坯送入真空燒結爐中進行燒結，燒結室真空為.1.0X10-2-1.0X10-3Pa，燒結溫度以10° C/min的速率進行升溫，達到550-650° C時保溫4-5小時，之后隨爐冷卻至室溫； (6)將步驟(5)制備的毛坯進行表面磨削、去毛刺處理，然后浸油即可得到軸承材料。
【專利摘要】本發明公開了一種復合金屬軸承材料及其制備方法，由下列重量份的原料制成：鋁85-90、銅5-8、鈹3-4、鋯1-2、硅0.5-1、聚四氟乙烯粉3-4、二硫化鉬0.8-1.5、硬脂酸2-3、甲基纖維素0.6-1、石墨1-1.5、聚芳酯0.8-1.2、氧化鋯0.5-0.7、陶瓷晶須0.7-0.9、油酸適量；本發明制備的復合金屬軸承材料具有優良的自潤滑性能，減摩效果好，自身強度高，能夠在低速、載荷較大且有一定沖擊載荷工況條件下工作，且壽命長。
【IPC分類】C22C49/06, C22C47/14
【公開號】CN105401106
【申請號】CN201510782962
【發明人】邵磊, 邵鳳耀, 靳懷衛, 于永濤, 胡志國
【申請人】利辛縣江淮揚天汽車有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月16日