一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，屬于氣體軸承技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體軸承是以氣體作為潤(rùn)滑劑的無接觸支承方式，氣體粘度小、無污染及勻化效應(yīng)等特點(diǎn)，決定了氣體軸承具備更高的轉(zhuǎn)速、更好的精度以及接近無限的壽命，且其潤(rùn)滑材料容易取得，無污染等優(yōu)點(diǎn)使得氣體軸承成為高速高精度加工領(lǐng)域最理想的軸承支承方式。目前軸承表面需要加工復(fù)雜形槽，加工成本高;工作時(shí)氣膜不穩(wěn)定等缺點(diǎn)都對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響，動(dòng)壓軸承仍處于研究階段，為了簡(jiǎn)化工藝，避免氣體軸承的不穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，包括軸承座和設(shè)置于軸承座內(nèi)的軸，軸承座由鋼結(jié)硬質(zhì)合金制造，鋼結(jié)硬質(zhì)合金原料粉末包括硬質(zhì)相和鋼基粘結(jié)劑，其特征在于其組成成分按照質(zhì)量百分比為:硬質(zhì)相由TiC 56-75%，TiN 8-12%，TICN2-7%，余量為WC組成；鋼基粘結(jié)劑(重量)由 C 0.4-0.8%,Sil.2-1.4%,Zn 2.2_2.4%、Α1 1.1-1.3%,Mn 5.0-5.5%, Cr 11.2-
11.4%,Ni 0.5-0.6%,Mo 0.6-0.8%,V 0.25-0.35%,Nb 0.02-0.04%,B 0.02-0.05%，余量為Fe;硬質(zhì)相和鋼基粘結(jié)劑的重量比為0.8，
鋼結(jié)硬質(zhì)合金經(jīng)粉末混合，壓制燒結(jié)，加熱鍛造，退火，機(jī)加工，淬火，回火工序制備而成:
其中粉末混合工序中:稱取粒徑50-80μπι的TiC，65-110ym的TiN，35_100ym的TICN，35-100μηι的WC粉末按照上述比例混合，按照球料比8:1_25:1進(jìn)行球磨合金化，磨球?yàn)榇慊痄撉?，球磨時(shí)間24-50h，施加99.9%以上的高純氬氣，獲得硬質(zhì)相粉末;稱取硅鐵粉，錳鐵粉，低碳鉻鐵粉，鎳粉，鋅粉，鋁粉，鉬粉，釩鐵粉，鈮鐵粉，高純硼粉，石墨粉，使其按照上述比例混合，按照球料比15:1-27:1進(jìn)行球磨合金化，球磨時(shí)間60-75h，添加無水乙醇為過程控制劑，獲得鋼基粘結(jié)劑粉末;將硬質(zhì)相粉末和鋼基粘結(jié)劑粉末混合，再次球磨12-15小時(shí)，獲得鋼結(jié)硬質(zhì)合金混合粉末；
其中壓制燒結(jié)工序中:將上述獲得的鋼結(jié)硬質(zhì)合金混合粉末干燥，篩分，壓制成所需的產(chǎn)品的尺寸形狀;壓制壓力為100MPa;然后進(jìn)行真空燒結(jié)，升溫速率45°C/min升溫至1400°(3時(shí)進(jìn)行保溫1-2.5小時(shí)。
[0004]其中加熱鍛造工序中:始鍛溫度在1180°C?1190°C，終鍛溫度在960°C?980°C; 其中退火工序中:退火溫度820°C?850°C，保持2-3h，然后隨爐冷卻至150_180°C后取出空氣中自然冷卻；
其中機(jī)加工工序中:將鋼結(jié)硬質(zhì)合金按照?qǐng)D紙加工成氣體軸承；
其中淬火，回火工序中:所述淬火處理的溫度為1105°C?1180°C，所述回火處理的溫度為 250°C ?400°C。
[0005]最終獲得氣體軸承。
[0006]所述的一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，硬質(zhì)相由TiC 56%,TiN 8%，TICN2%，余量為WC組成。
[0007]所述的一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，硬質(zhì)相由TiC 75%,TiN 12%，TICN7%，余量為WC組成。
[0008]所述的一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，硬質(zhì)相由TiC 60%,TiN 10%，TICN5%，余量為WC組成。
[0009]所述的一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，鋼基粘結(jié)劑(重量)由C0.4%，Sil.2%，Ζη2.2%、Α11.1%，Μη 5.0%, Cr 11.2%,Ni 0.5%, Mo 0.6%, V 0.25%, Nb 0.02%, B 0.02%，余量為Fe。
[0010]所述的一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，鋼基粘結(jié)劑(重量)由C0.8%，Sil.4%，Ζη2.4%、Α11.3%，Μη 5.5%, Cr 11.4%,Ni 0.6%, Mo 0.8%, V 0.35%, Nb 0.04%, B 0.05%，余量為Fe。
[0011]所述的一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，鋼基粘結(jié)劑(重量)由C0.6%，Sil.3%，Ζη2.3%、Α11.2%，Μη 5.2%, Cr 11.3%,Ni 0.55%, Mo 0.7%, V 0.3%, Nb 0.03%, B 0.03%，余量為Fe。
[0012]所述的一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，其中淬火，回火工序中:所述淬火處理的溫度為1105°C°C，所述回火處理的溫度為250°C。
[0013]所述的一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，其中淬火，回火工序中:所述淬火處理的溫度為1180°C，所述回火處理的溫度為400°C。
[0014]所述的一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，其中淬火，回火工序中:所述淬火處理的溫度為1150°C，所述回火處理的溫度為300°C。
[0015]一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承的制造方法，包括軸承座和設(shè)置于軸承座內(nèi)的軸，軸承座由鋼結(jié)硬質(zhì)合金制造，鋼結(jié)硬質(zhì)合金原料粉末包括硬質(zhì)相和鋼基粘結(jié)劑，其特征在于其組成成分按照質(zhì)量百分比為:硬質(zhì)相由TiC 56-75%,TiN 8-12%，TICN2-7%，余量為WC組成;鋼基粘結(jié)劑(重量)由 C 0.4-0.8%, Si 1.2-1.4%, Zn2.2-2.4%、Al 1.1-1.3%,Mn 5.0-5.5%，Cr 11.2-11.4%,Ni 0.5-0.6%,Mo 0.6-0.8%,V 0.25-0.35%,Nb 0.02-0.04%,B 0.02-
0.05%，余量為Fe;硬質(zhì)相和鋼基粘結(jié)劑的重量比為0.8，
鋼結(jié)硬質(zhì)合金經(jīng)粉末混合，壓制燒結(jié)，加熱鍛造，退火，機(jī)加工，淬火，回火工序制備而成:
其中粉末混合工序中:稱取粒徑50-80μπι的TiC，65-110ym的TiN，35_100ym的TICN，35-100μηι的WC粉末按照上述比例混合，按照球料比8:1_25:1進(jìn)行球磨合金化，磨球?yàn)榇慊痄撉?，球磨時(shí)間24-50h，施加99.9%以上的高純氬氣，獲得硬質(zhì)相粉末;稱取硅鐵粉，錳鐵粉，低碳鉻鐵粉，鎳粉，鋅粉，鋁粉，鉬粉，釩鐵粉，鈮鐵粉，高純硼粉，石墨粉，使其按照上述比例混合，按照球料比15:1-27:1進(jìn)行球磨合金化，球磨時(shí)間60-75h，添加無水乙醇為過程控制劑，獲得鋼基粘結(jié)劑粉末;將硬質(zhì)相粉末和鋼基粘結(jié)劑粉末混合，再次球磨12-15小時(shí)，獲得鋼結(jié)硬質(zhì)合金混合粉末；
其中壓制燒結(jié)工序中:將上述獲得的鋼結(jié)硬質(zhì)合金混合粉末干燥，篩分，壓制成所需的產(chǎn)品的尺寸形狀;壓制壓力為100MPa;然后進(jìn)行真空燒結(jié)，升溫速率45°C/min升溫至1400°(3時(shí)進(jìn)行保溫1-2.5小時(shí)。
[0016]其中加熱鍛造工序中:始鍛溫度在1180°C?1190°C，終鍛溫度在960°C?980°C; 其中退火工序中:退火溫度820°C?850°C，保持2-3h，然后隨爐冷卻至150_180°C后取出空氣中自然冷卻；
其中機(jī)加工工序中:將鋼結(jié)硬質(zhì)合金按照?qǐng)D紙加工成氣體軸承座和軸；
其中淬火，回火工序中:所述淬火處理的溫度為1105°C?1180°C，所述回火處理的溫度為 250°C ?400°C，
最終獲得氣體軸承。
[0017]上述
【發(fā)明內(nèi)容】
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于:I)本發(fā)明氣體軸承座中硬質(zhì)相由TiC，TiN，TICN組成提高了材料的機(jī)械性能；2)鋼基粘結(jié)劑的成分具有較高強(qiáng)度，再硬質(zhì)相的作用下鋼結(jié)硬質(zhì)合金強(qiáng)度得到了進(jìn)一步提高，3)通過壓制燒結(jié)，加熱鍛造，退火，機(jī)加工，淬火，回火工序使制造工序更為簡(jiǎn)單，降低了成本。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0019]實(shí)施例1
一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，包括軸承座和設(shè)置于軸承座內(nèi)的軸，軸承座由鋼結(jié)硬質(zhì)合金制造，鋼結(jié)硬質(zhì)合金原料粉末包括硬質(zhì)相和鋼基粘結(jié)劑，其特征在于其組成成分按照質(zhì)量百分比為:硬質(zhì)相由TiC 56%，TiN 8%，TICN2%，余量為WC組成；鋼基粘結(jié)劑(重量)由C
0.4%，Sil.2%，Zn2.2%、All.l%，Mn 5.0%,Cr I1.2%,Ni 0.5%,Mo 0.6%,V 0.25%,Nb 0.02%,B
0.02%，余量為Fe;硬質(zhì)相和鋼基粘結(jié)劑的重量比為0.8，
鋼結(jié)硬質(zhì)合金經(jīng)粉末混合，壓制燒結(jié)，加熱鍛造，退火，機(jī)加工，淬火，回火工序制備而成:
其中粉末混合工序中:稱取粒徑50-80μπι的TiC，65-110ym的TiN，35_100ym的TICN，35-100μηι的WC粉末按照上述比例混合，按照球料比8:1_25:1進(jìn)行球磨合金化，磨球?yàn)榇慊痄撉?，球磨時(shí)間24-50h，施加99.9%以上的高純氬氣，獲得硬質(zhì)相粉末;稱取硅鐵粉，錳鐵粉，低碳鉻鐵粉，鎳粉，鋅粉，鋁粉，鉬粉，釩鐵粉，鈮鐵粉，高純硼粉，石墨粉，使其按照上述比例混合，按照球料比15:1-27:1進(jìn)行球磨合金化，球磨時(shí)間60-75h，添加無水乙醇為過程控制劑，獲得鋼基粘結(jié)劑粉末;將硬質(zhì)相粉末和鋼基粘結(jié)劑粉末混合，再次球磨12-15小時(shí)，獲得鋼結(jié)硬質(zhì)合金混合粉末；
其中壓制燒結(jié)工序中:將上述獲得的鋼結(jié)硬質(zhì)合金混合粉末干燥，篩分，壓制成所需的產(chǎn)品的尺寸形狀;壓制壓力為100MPa;然后進(jìn)行真空燒結(jié)，升溫速率45°C/min升溫至1400°(3時(shí)進(jìn)行保溫1-2.5小時(shí)。
[0020]其中加熱鍛造工序中:始鍛溫度在1180°C°C，終鍛溫度在960°C°C;
其中退火工序中:退火溫度820°C°C，保持2-3h，然后隨爐冷卻至150°C后取出空氣中自然冷卻；
其中機(jī)加工工序中:將鋼結(jié)硬質(zhì)合金按照?qǐng)D紙加工成氣體軸承座和軸；
其中淬火，回火工序中:所述淬火處理的溫度為1105°C°C，所述回火處理的溫度為250V。
[0021]最終獲得氣體軸承。
[0022]實(shí)施例2
一種高強(qiáng)度航空用氣體軸承，包括軸承座和設(shè)置于軸承座內(nèi)的軸，軸承座由鋼結(jié)硬質(zhì)合金制造，其特征在于其組成成分按照質(zhì)量百分比為:硬質(zhì)相由TiC 75%，TiN 12%，TICN7%，余量為 WC 組成;鋼基粘結(jié)劑(重量)由 C 0.8%, Si 1.4%, Zn2.4%^A11.3%,Mn 5.5%, Cr 11.4%,Ni 0.6%,Mo 0.8%,V 0.35%,Nb 0.04%,B 0.05%，余量為Fe;硬質(zhì)相和鋼基粘結(jié)劑的重量比為 0.8，
鋼結(jié)硬質(zhì)合金經(jīng)粉末混合，壓制燒結(jié)，加熱鍛造，退火，機(jī)加工，淬火，回火工序制備而成:
其中粉末混合工序中:稱取粒徑50-80μπι的TiC，65-110ym的TiN，35_100ym的TICN，35-100μηι的WC粉末按照上述比例混合，按照球料比8:1_25:1進(jìn)行球磨合金化，磨球?yàn)榇慊痄撉?，球磨時(shí)間24-50h，施加99.9%以上的高純氬氣，獲得硬質(zhì)相粉末;稱取硅鐵粉，錳鐵粉，低碳鉻鐵粉，鎳粉，鋅粉，鋁粉，鉬粉，釩鐵粉，鈮鐵粉，高純硼粉，石墨粉，使其按照上述比例混合，按照球料比15:1-27:1進(jìn)行球磨合金化，球磨時(shí)間60-75h，添加無水乙醇為過程控制劑，獲得鋼基粘結(jié)劑粉末;將硬質(zhì)相粉末和鋼基粘結(jié)劑粉末混合，再次球磨12-15小時(shí)，獲得鋼結(jié)硬質(zhì)合金混合粉末；
其中壓制燒結(jié)工序中:將上述獲得的鋼結(jié)硬質(zhì)合金混合粉末干燥，篩分，壓制成所需的產(chǎn)品的尺寸形狀;壓制壓力為100MPa;然后進(jìn)行真空燒結(jié)，升溫速率45°C/min升溫至1400°(3時(shí)進(jìn)行保溫1-2.5小時(shí)。
[0023]其中加熱鍛造工序中:始鍛溫度在1190°C，終鍛溫度在980°C;
其中退火工序中