一種銅基合金滑動(dòng)軸承材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銅基合金滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：錫1.2-1.4、鎳8.2-8.5、銅91.2-91.5、硅粉0.4-0.5、石墨粉1.1-1.3、鐵粉13-14、硬酸酸鋅2-3、鋁粉2.2-2.4、氮化硼0.2-0.4、鉍0.2-0.5、助劑1-2；本發(fā)明采用粉末冶金技術(shù)，工藝簡(jiǎn)單，成本低，本發(fā)明銅基合金滑動(dòng)軸承材料采用的是一種銅錫鎳合金，不含鉛，對(duì)環(huán)境無污染。本發(fā)明添加錫具有良好的耐腐蝕性能，鎳能提高合金的彈性模數(shù)，起到強(qiáng)化合金的作用。本發(fā)明材料制造的軸承具有高承載力、耐腐蝕、耐高溫、不變形穩(wěn)定性好及環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種銅基合金滑動(dòng)軸承材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域，特別是一種銅基合金滑動(dòng)軸承材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)滑動(dòng)軸承主要包括軸瓦、襯套、翻邊瓦及止推片?；瑒?dòng)軸承的主要作用有:
1、支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度；2、減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦與磨損。對(duì)于高速、重載、高精度、結(jié)構(gòu)上需要剖分的場(chǎng)合，需采用滑動(dòng)軸承，如汽輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、大型電機(jī)等。因此滑動(dòng)軸承是內(nèi)燃機(jī)滑動(dòng)軸承中的重要零件，作為發(fā)動(dòng)機(jī)最關(guān)鍵的零件之一，滑動(dòng)軸承材料性能的好壞直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。隨著內(nèi)燃機(jī)向高載、環(huán)保方向發(fā)展，對(duì)軸瓦性能的要求不斷提高，要求滑動(dòng)軸承材料不僅有高的承載能力和抗疲勞強(qiáng)度，同時(shí)具有良好的環(huán)保性能，目前還沒有一種能滿足上述要求的滑動(dòng)軸承材料。此外，傳統(tǒng)的銅基合金材料是一種銅鉛雙金屬鋼帶(如CuPb20Sn4、CuPb24Sn等)，其在高承載內(nèi)燃機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。問題是該材料中含有鉛，且鉛的含量比較高，對(duì)環(huán)境破壞較大，不符合社會(huì)發(fā)展需要，目前社會(huì)迫切需要一種能替代傳統(tǒng)銅基合金材料的環(huán)保型滑動(dòng)軸承銅基合金材料。
[0003]粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工業(yè)技術(shù)。目前，粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業(yè)等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中最具發(fā)展活力的分支之一。粉末冶金技術(shù)具備顯著節(jié)能、省材、性能優(yōu)異、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，非常適合于大批量生產(chǎn)。另外，部分用傳統(tǒng)鑄造方法和機(jī)械加工方 法無法制備的材料和復(fù)雜零件也可用粉末冶金技術(shù)制造，因而備受工業(yè)界的重視。粉末冶金結(jié)構(gòu)件制品材料成分不受熔煉限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它結(jié)構(gòu)組分，并且在相當(dāng)大的范圍內(nèi)根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而在力學(xué)性能上能達(dá)到與鋼件匹配的效果。
[0004]粉末冶金機(jī)械化程度高，既能減少人員，又能提高效率，進(jìn)而節(jié)約成本。粉末冶金技術(shù)能取代傳統(tǒng)的制造工藝，為廣大傳統(tǒng)企業(yè)節(jié)約成本。
[0005]所以研究各種機(jī)械零部件的粉末冶金的配方，適應(yīng)不同的需要，具有重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種利用粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)的銅基合金滑動(dòng)軸承材料及其制備方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實(shí)施:
一種銅基合金滑動(dòng)軸承材料，由下列重量份的原料制成:錫1.2-1.4、鎳8.2-8.5、銅91.2-91.5、硅粉0.4-0.5、石墨粉1.1-1.3、鐵粉13-14、硬酸酸鋅2-3、鋁粉2.2-2.4、氮化硼0.2-0.4、鉍 0.2-0.5、助劑 1-2 ；
所述助劑由下列重量份的原料制成:鐵粉3-4、高嶺土 2-3、納米碳1-2、氟化鋯1-2、明礬2-3、海藻酸鈉2-3、三聚磷酸鈉1-2、剛玉粉2-3、硫酸銅1_2、硬酯酸鈣1_2、乙烯基三乙氧基硅烷2-3 ;制備方法是將鐵粉、高嶺土、氟化鋯、明礬、海藻酸鈉、三聚磷酸鈉、剛玉粉、硫酸銅混合，研磨成200-300目粉末，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950°C下煅燒3-4小時(shí)，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1_2小時(shí)，即得。
[0008]本發(fā)明所述銅基合金滑動(dòng)軸承材料，由以下具體步驟制成:
(1)將錫、鎳、銅、鐵粉、鋁粉、鉍混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)中球磨，得到250-400目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在8-12Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下650-750°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時(shí)，將燒結(jié)后的物料粉碎后過200-400目篩；
(2)將其它剩余成分混合均勻；
(3)將步驟(1)、(2)物料在55-59°C下混合攪拌均勻60-75分鐘后，裝入模具，壓制成
坯；
(4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以6-8°C/分鐘速率升溫至800-850°C條件下燒結(jié)1.5-2小時(shí)；然后以5-7°C /分鐘速率升溫至1050-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時(shí)；最后空氣中冷卻至
室溫即可。
[0009]本發(fā)明采用粉末冶金技術(shù)，工藝簡(jiǎn)單，成本低，本發(fā)明銅基合金滑動(dòng)軸承材料采用的是一種銅錫鎳合金，不含鉛，對(duì)環(huán)境無污染。本發(fā)明添加錫具有良好的耐腐蝕性能，鎳能提高合金的彈性模數(shù)，起到強(qiáng)化合金的作用。本發(fā)明材料制造的軸承具有高承載力、耐腐蝕、耐高溫、不變形穩(wěn)定性好及環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】`
[0010]下面通過具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0011]一種銅基合金滑動(dòng)軸承材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:錫1.2、鎳8.2、銅91.2、硅粉0.4、石墨粉1.1、鐵粉13、硬酸酸鋅2、鋁粉2.2、氮化硼0.2、鉍0.2、助劑I ;
所述助劑由下列重量份(公斤)的原料制成:鐵粉3、高嶺土 2、納米碳2、氟化鋯1、明礬2、海藻酸鈉3、三聚磷酸鈉1、剛玉粉3、硫酸銅1、硬酯酸鈣1、乙烯基三乙氧基硅烷3 ;制備方法是將鐵粉、高嶺土、氟化鋯、明礬、海藻酸鈉、三聚磷酸鈉、剛玉粉、硫酸銅混合，研磨成200-300目粉末，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950°C下煅燒3-4小時(shí)，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1_2小時(shí)，即得。
[0012]本發(fā)明所述銅基合金滑動(dòng)軸承材料，由以下具體步驟制成:
(1)將錫、鎳、銅、鐵粉、鋁粉、鉍混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)中球磨，得到250-400目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在8-12Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下650-750°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時(shí)，將燒結(jié)后的物料粉碎后過200-400目篩；
(2)將其它剩余成分混合均勻；
(3)將步驟(1)、(2)物料在55-59°C下混合攪拌均勻60-75分鐘后，裝入模具，壓制成
坯；
(4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以6-8°C/分鐘速率升溫至800-850°C條件下燒結(jié)1.5-2小時(shí)；然后以5-7°C/分鐘速率升溫至1050-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時(shí)；最后空氣中冷卻至室溫即可。
[0013]經(jīng)過檢測(cè)，本 發(fā)明滑動(dòng)軸承材料的硬度:HRC50 ;抗拉強(qiáng)度:580MPa。
【權(quán)利要求】
1.一種銅基合金滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:錫1.2-1.4、鎳8.2-8.5、銅91.2-91.5、硅粉0.4-0.5、石墨粉1.1-1.3、鐵粉13-14、硬酸酸鋅2-3、鋁粉2.2-2.4、氮化硼 0.2-0.4、鉍 0.2-0.5、助劑 1-2 ； 所述助劑由下列重量份的原料制成:鐵粉3-4、高嶺土 2-3、納米碳1-2、氟化鋯1-2、明礬2-3、海藻酸鈉2-3、三聚磷酸鈉1-2、剛玉粉2-3、硫酸銅1_2、硬酯酸鈣1_2、乙烯基三乙氧基硅烷2-3 ;制備方法是將鐵粉、高嶺土、氟化鋯、明礬、海藻酸鈉、三聚磷酸鈉、剛玉粉、硫酸銅混合，研磨成200-300目粉末，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950°C下煅燒3-4小時(shí)，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1_2小時(shí)，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述銅基合金滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將錫、鎳、銅、鐵粉、鋁粉、鉍混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)中球磨，得到250-400目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在8-12Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下650-750°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時(shí)，將燒結(jié)后的物料粉碎后過200-400目篩； (2)將其它剩余成分混合均勻； (3)將步驟(1)、(2)物料在55-59°C下混合攪拌均勻60-75分鐘后，裝入模具，壓制成坯； (4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以6-8°C/分鐘速率升溫至800-850°C條件下燒結(jié)1.5-2小時(shí)；然后以5-7°C /分鐘速率升溫至1050-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時(shí)；最后空氣中冷卻至室溫即可。
【文檔編號(hào)】B22F3/16GK103602849SQ201310469249
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】胡光榮 申請(qǐng)人:銅陵新創(chuàng)流體科技有限公司