高强耐磨铁基粉末冶金轴承的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为2013104150592、申请日为2013年9月12日、发明名称为高强 耐磨铁基粉末冶金轴承材料及其制备方法的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明属于金属材料粉末冶金技术领域，具体地涉及一种高强耐磨铁基粉末冶金 轴承材料。
【背景技术】
[0003] 滑动轴承是各种机械中常用的零件，要求滑动轴承材料具有足够的抗压强度和抗 疲劳性能，良好的减摩耐磨性（摩擦系数要小）、储备润滑油的功能和良好的磨合性，铁基 粉末冶金材料是最常用的轴承材料，根据我国GB/T-2012《滑动轴承粉末冶金技术条件》，铁 基轴承材料是烧结态的，压溃强度最高的是牌号为FZ12162,其数值是K多380MPa，含油率 多12%，由于材料的强度性能不高，硬度低，导致轴承出现磨损，寿命较短，不能满足轴承在 低速、载荷较大且有一定冲击载荷工况条件下工作，比如工程机械如挖掘机、推土机的油缸 用轴承。
【发明内容】
[0004] 本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种高强耐磨铁基粉末冶 金轴承，目的是通过添加稀土元素和采用烧结后热处理，提高材料的强度、硬度和减摩耐磨 性能，从而满足该材料制成的轴承能够在低速、载荷较大且有一定冲击载荷工况条件下工 作。
[0005] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0006] 本发明高强耐磨铁基粉末冶金轴承，所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承按重量百分 比的材料成份为：铜：16. 0%~18. 0%、碳：0. 80%~0. 90%、氟化铈：0. 01%~1. 0%和余 量的铁，杂质总量不大于2% ;本发明的特点是：所述铁基粉末冶金轴承的制备方法是按以 下步骤完成：
[0007] 步骤1、混料：将按所述比例配备的原材料粉末使用混料机混合，混料时间30-60 分钟，得到混合粉末；
[0008] 步骤2、压制：在安装有所需模具的压机上成形：向模具中装入步骤（1)所得的混 合粉末，压制为压坯，压制压力为550MPa~650MPa;
[0009] 步骤3、烧结：将步骤2所得压坯在保护气氛中烧结得烧结材料，烧结温度 1100°C~1150°C，烧结时间为40~50分钟；
[0010] 步骤4、热处理：将步骤3所得烧结材料在保护气氛下加热，碳势0. 75~0. 85、淬 火温度860°C~920°C、淬火介质为机械油，然后在170°C~220°C回火2~3小时得热处理 后广品；
[0011] 步骤5、浸油：将步骤4所得热处理后产品真空浸油，油温为80°C~100°C，真空气 压值不大于8KPa，浸油时间为30~60分钟。
[0012] 本发明高强耐磨铁基粉末冶金轴承的结构特点也在于：
[0013] 所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承的材料的含油密度为6. 70~6. 85g/cm3。
[0014] 所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承的材料按体积百分比的含油率为13%~16%。
[0015] 所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承的材料的金相组织为回火马氏体、游离铜和孔 隙。
[0016] 所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承的材料的压溃强度为720MPa~780MPa。
[0017] 所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承的材料的洛氏硬度为90HRB~110HRB。
[0018] 与已有的技术相比，本发明有益效果体现在：
[0019] 1、本发明轴承材料通过添加稀土元素化合物氟化铈，由于其活化作用，促进了烧 结，且细化晶粒，从而提高材料的强度；同时氟化铈还是一个优良的润滑剂，能够改善材料 的自润滑性能，增加减摩效果。
[0020] 2、本发明轴承材料，成分中含有16. 0%~18. 0%的铜，金相组织中游离的铜，可 以起到减摩作用；另外，和铁基材料相比，铜基材料具有良好的抗咬合性能，由于所述轴承 材料存在着游离铜，因此可以改善轴套的抗咬合性能，增加轴承的使用寿命。
[0021] 3、本发明轴承材料，采用烧结后热处理，大大提高了材料的硬度、强度和耐磨性 能：压溃强度数值72010^~78010^，洛氏硬度90111?~110111?，含油率13%~16%，油润 滑摩擦系数〇. 080~0. 090 (同等条件下FZ12162的摩擦系数为0. 098~0. 110);和铁基 粉末冶金轴承材料FZ12162相比，其压溃强度和耐磨性能明显增加。从而满足该材料制成 的轴承能够在低速、载荷较大且有一定冲击载荷工况条件下工作。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1 :
[0023] 一种挖掘机高压油缸用轴承，是由本发明高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料及其制 备方法制造而成。
[0024] 本实施例中高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料的成份见表1。
[0025]表1轴承材料成份（按重量百分比）：
【主权项】
1. 一种高强耐磨铁基粉末冶金轴承，所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承按重量百分比 的材料成份为：铜：16. 0%~18. 0%、碳：0. 80%~0. 90%、氟化铈：0. 01%~1. 0%和余量 的铁，杂质总量不大于2% ;其特征是：所述铁基粉末冶金轴承的制备方法是按以下步骤完 成： 步骤1、混料：将按所述比例配备的原材料粉末使用混料机混合，混料时间30-60分钟， 得到混合粉末； 步骤2、压制：在安装有所需模具的压机上成形：向模具中装入步骤（1)所得的混合粉 末，压制为压坯，压制压力为550MPa~650MPa; 步骤3、烧结：将步骤2所得压坯在保护气氛中烧结得烧结材料，烧结温度IKKTC~ 1150°C，烧结时间为40~50分钟； 步骤4、热处理：将步骤3所得烧结材料在保护气氛下加热，碳势0. 75~0. 85、淬火温 度860°C~920°C、淬火介质为机械油，然后在170°C~220°C回火2~3小时得热处理后产 品； 步骤5、浸油：将步骤4所得热处理后产品真空浸油，油温为80°C~KKTC，真空气压值 不大于8KPa，浸油时间为30~60分钟。
2. 根据权利要求1所述的高强耐磨铁基粉末冶金轴承，其特征是：所述高强耐磨铁基 粉末冶金轴承的材料的含油密度为6. 70~6. 85g/cm3。
3. 根据权利要求1所述的高强耐磨铁基粉末冶金轴承，其特征是：所述高强耐磨铁基 粉末冶金轴承的材料按体积百分比的含油率为13%~16%。
4. 根据权利要求1所述的高强耐磨铁基粉末冶金轴承，其特征是：所述高强耐磨铁基 粉末冶金轴承的材料的金相组织为回火马氏体、游离铜和孔隙。
5. 根据权利要求1所述的高强耐磨铁基粉末冶金轴承，其特征是：所述高强耐磨铁基 粉末冶金轴承的材料的压溃强度为720MPa~780MPa。
6. 根据权利要求1所述的高强耐磨铁基粉末冶金轴承，其特征是：所述高强耐磨铁基 粉末冶金轴承的材料的洛氏硬度为90HRB~110HRB。
【专利摘要】本发明公开了一种高强耐磨铁基粉末冶金轴承，其特征是：按重量百分比，材料的成份为：铜：16.0％～18.0％、碳：0.80％～0.90％、氟化铈：0.01％～1.0％和余量的铁，杂质总量不大于2％；铁基粉末冶金轴承材料制作工艺为混粉、压制、烧结、热处理和真空浸油。本发明铁基粉末冶金轴承材料具有高强耐磨特性：压溃强度：720MPa～780MPa；洛氏硬度：90HRB～110HRB；含油率：13％～16％；油润滑摩擦系数0.08～0.09；本发明材料用于工程机械，比如挖掘机、推土机的油缸用轴承。
【IPC分类】B22F3-24, C22C38-16, B22F3-16
【公开号】CN104789868
【申请号】CN201510154619
【发明人】李其龙, 徐伟, 张东, 孙本松, 任刚强
【申请人】合肥波林新材料有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年9月12日
【公告号】CN103451538A, CN103451538B