一種粉末冶金軸承鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉末冶金軸承鋼，其特征在于，由下列重量份的原料制成：石墨0.2-0.3、硅0.1-0.2、錳3.1-3.3、鉻6.7-6.9、銅0.7-0.9、硼化二鎢0.3-0.4、SnO20.1-0.2、V2O50.4-0.45、Te0.1-0.2、ZrO20.3-0.4、微晶蠟3.2-3.4、鐵粉87-89、助劑1-2；本發(fā)明原料中增加石墨，增加了軸承鋼的耐磨性與潤滑性，制造的軸承鋼組織致密，微觀結(jié)構(gòu)良好，孔隙很少，結(jié)構(gòu)剛度、硬度、耐疲勞性能、抗拉強(qiáng)度性能優(yōu)良；本發(fā)明對(duì)環(huán)境污染小，生產(chǎn)步驟簡單，提高了生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種粉末冶金軸承鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域，特別是一種粉末冶金軸承鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】 [0002]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。
[0003]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。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。
[0004]軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時(shí)承受著極大的壓力和摩擦力，所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對(duì)軸承鋼的化學(xué)成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴(yán)格，是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴(yán)格的鋼種之一。1976年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO將一些通用的軸承鋼號(hào)納入國際標(biāo)準(zhǔn)，將軸承鋼分為:全淬透型軸承鋼、表面硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等四類共17個(gè)鋼號(hào)。通常軸承的滾動(dòng)疲勞壽命受材料中存在的硬質(zhì)的氧化物系非金屬夾雜物的影響。因此，通過降低以往材料中的氧含量而試圖減少氧化物系非金屬夾雜物含量，謀求滾動(dòng)疲勞壽命的提高?，F(xiàn)在，在精煉技術(shù)進(jìn)步的幫助下，材料中的氧含量按重量比計(jì)能夠降低到IOppm以下。但是，以低氧化提高滾動(dòng)疲勞壽命的方法幾乎達(dá)到極限。
[0005]

【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)制造的軸承鋼及其制備方法。
[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:
一種粉末冶金軸承鋼，由下列重量份的原料制成:石墨0.2-0.3、硅0.1-0.2、錳
3.1-3.3、鉻 6.7-6.9、銅 0.7-0.9、硼化二鎢 0.3-0.4、SnO2 0.1-0.2、V2O50.4-0.45、Te0.1-0.2、ZrO20.3-0.4、微晶蠟 3.2-3.4、鐵粉 87-89、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)明所述粉末冶金軸承鋼，其特征在于，由以下具體步驟制成:
(1)將錳、鉻、銅、鐵粉、SnO2、V205、Te、ZrO2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9-llMpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下700-750°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60-65°C下混合攪拌均勻75-95分鐘后，裝入模具，壓制成
坯；
(4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以9-12°C/分鐘速率升溫至350-450°C條件下燒結(jié)1_2小時(shí)，再以6-8°C /分鐘速率升溫至650-750°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1080-1180°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)明原料中增加石墨，增加了軸承鋼的耐磨性與潤滑性，制造的軸承鋼組織致密，微觀結(jié)構(gòu)良好，孔隙很少，結(jié)構(gòu)剛度、硬度、耐疲勞性能、抗拉強(qiáng)度性能優(yōu)良；本發(fā)明對(duì)環(huán)境污染小，生產(chǎn)步驟簡單，提高了生產(chǎn)效率。
【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]一種粉末冶金軸承鋼，由下列重量份(公斤)的原料制成:石墨0.2、硅0.1、錳3.1、鉻 6.7、銅 0.7、硼化二鎢 0.3、SnO2 0.1、V2O50.4、Te0.1、ZrO20.3、微晶蠟 3.2、鐵粉 87、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)明所述粉末冶金軸承鋼，其特征在于，由以下具體步驟制成:
(1)將錳、鉻、銅、鐵粉、SnO2、V205、Te、ZrO2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9-llMpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下700-750°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60-65°C下混合攪拌均勻75-95分鐘后，裝入模具，壓制成
坯；
(4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以9-12°C/分鐘速率升溫至350-450°C條件下燒結(jié)1_2小時(shí)，再以6-8°C /分鐘速率升溫至650-750°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1080-1180°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)明軸承鋼的硬度:HRC58 ;抗拉強(qiáng)度:755MPa。
【權(quán)利要求】
1.一種粉末冶金軸承鋼，其特征在于，由下列重量份的原料制成:石墨0.2-0.3、硅 0.1-0.2、錳 3.1-3.3、鉻 6.7-6.9、銅 0.7-0.9、硼化二鎢 0.3-0.4、SnO2 0.1-0.2、V2O50.4-0.45、Te0.1-0.2、ZrO20.3-0.4、微晶蠟 3.2-3.4、鐵粉 87-89、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所述粉末冶金軸承鋼，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將錳、鉻、銅、鐵粉、SnO2、V205、Te、ZrO2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9-llMpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下700-750°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60-65°C下混合攪拌均勻75-95分鐘后，裝入模具，壓制成坯； (4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以9-12°C/分鐘速率升溫至350-450°C條件下燒結(jié)1_2小時(shí)，再以6-8°C /分鐘速率升溫至650-750°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1080-1180°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)】B22F1/00GK103540854SQ201310472164
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】黃浩 申請(qǐng)人:蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司