碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的生產工藝的製作方法

2023-05-25 12:57:56 5

專利名稱：碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種軸承的生產工藝，特別涉及碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的 生產工藝。
背景技術：
粉末冶金銅基含油軸承是現在常用，並且公認為減磨性能高、耐蝕性好的軸承，但 其工作溫度只能在-60 +120°C範圍內，所以只能應用在家電、汽車、摩託車、儀表等行業， 而對於使用溫度高、要求耐磨性能好，導電導熱優良等的航空航天及電子工業領域，現有的 粉末冶金銅基含油軸承就無法實現了。

發明內容
為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在於提供碳纖維銅基複合材料粉末 冶金軸承的生產工藝，利用短碳纖維銅基複合材料與錫青銅粉末經過冷壓燒結成型，生產 出耐高溫、抗磨損的碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承。為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的生產工藝，包括以下步驟第一步將佔原料總重量90. 35%-96. 35%的-100目霧化Cu-SnlO粉末、1 % 的-325目的天然鱗片石墨粉末、2%-8%的鍍附銅短碳纖維、0.6%的-325目硬脂酸鋅和 0. 05%的20號工業用機油，進行配混；第二步在「Y」型混料桶中，每次添加第一步中所述比例的混合粉末lOOKg，攪拌 混料時間2. 5小時，混合完畢，經-80目篩網過篩，根據設計要求在60T壓機上10T-15T壓 制，實現軸承基體毛坯成型，基體毛坯密度6. 2-6. 4g/cm3 ；第三步將成型的軸承毛坯放置在氮化矽墊板上燒結，在保護氣氛下，先進入預燒 結區400°C —450°C溫度下燒結30-40分鐘，再進入高溫區820—850°C溫度下燒結30-40 分鐘，冷卻出爐，所述的保護氣氛為體積為60%的液氮氣體和40%的氨分解氣體的混合氣 體；第四步採用牌號為KR-152的高溫含油軸承專用油在真空條件下完全浸潤冷卻 出爐的軸承毛坯，最後經過模具進行全整形。按照本發明的工藝生產的碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承，具有以下特點使 用最高溫度300°C，含油率10-25 %之間，摩擦係數0. 02-0. 04，硬度HB50-100、壓潰強度 220-430MPa、導熱率80-100W/mK、耐磨性均比普通粉末冶金含油軸承高。
具體實施例方式實施例一本實施例的生產工藝是這樣實現的，包括以下步驟碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的生產工藝，包括以下步驟
第一步將佔原料總重量90. 35%的-100目霧化Cu-SnlO粉末、的-325目的 天然鱗片石墨粉末、8 %的鍍附銅短碳纖維、0. 6%的-325目硬脂酸鋅和0. 05%的20號工業 用機油，進行配混；第二步在「Y」型混料桶中，每次添加第一步中所述比例的混合粉末lOOKg，攪拌 混料時間2. 5小時，混合完畢，經-80目篩網過篩，根據設計要求在60T壓機上15T壓制，實 現軸承基體毛坯成型，基體毛坯密度6. 2g/cm3 ；第三步將成型的軸承毛坯放置在氮化矽墊板上燒結，在保護氣氛下，先進入預燒 結區450°C溫度下燒結40分鐘，再進入高溫區850°C溫度下燒結40分鐘，冷卻出爐，所述的 保護氣氛為體積為60%的液氮氣體和40%的氨分解氣體的混合氣體；第四步採用牌號為KR-152的高溫含油軸承專用油在真空條件下完全浸潤冷卻 出爐的軸承毛坯，最後經過模具進行全整形。測試評價本實施例結果，使用溫度達300°C，含油率12%之間，摩擦係數0.03，硬 度HB100、壓潰強度430MPa、導熱率100W/mK。實施例二本實施例的生產工藝是這樣實現的，包括以下步驟碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的生產工藝，包括以下步驟第一步將佔原料總重量96. 35%的-100目霧化Cu-SnlO粉末、1 %的-325目的 天然鱗片石墨粉末、2 %的鍍附銅短碳纖維、0. 6 %的-325目硬脂酸鋅和0. 05 %的20號工業 用機油，進行配混；第二步在「Y」型混料桶中，每次添加第一步中所述比例的混合粉末100Kg，攪拌 混料時間2. 5小時，混合完畢，經-80目篩網過篩，根據設計要求在60T壓機上10T壓制，實 現軸承基體毛坯成型，基體毛坯密度6. 4g/cm3 ；第三步將成型的軸承毛坯放置在氮化矽墊板上燒結，在保護氣氛下，先進入預燒 結區400°C溫度下燒結30分鐘，再進入高溫區820°C溫度下燒結30分鐘，冷卻出爐，所述的 保護氣氛為體積為60%的液氮氣體和40%的氨分解氣體的混合氣體；第四步採用牌號為KR-152的高溫含油軸承專用油在真空條件下完全浸潤冷卻 出爐的軸承毛坯，最後經過模具進行全整形。測試評價本實施例結果，使用最高溫度達180°C，含油率15%之間，摩擦係數 0. 03，硬度HB80、壓潰強度280MPa、導熱率80W/mK。實施例三本實施例的生產工藝是這樣實現的，包括以下步驟碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的生產工藝，包括以下步驟第一步將佔原料總重量94. 35%的-100目霧化Cu-SnlO粉末、1 %的-325目的 天然鱗片石墨粉末、4%的鍍附銅短碳纖維、0. 6%的-325目硬脂酸鋅和0. 05%的20號工業 用機油，進行配混；第二步在「Y」型混料桶中，每次添加第一步中所述比例的混合粉末100Kg，攪拌 混料時間2. 5小時，混合完畢，經-80目篩網過篩，根據設計要求在60T壓機上13T壓制，實 現軸承基體毛坯成型，基體毛坯密度6. 35g/cm3 ；第三步將成型的軸承毛坯放置在氮化矽墊板上燒結，在保護氣氛下，先進入預燒結區430°C溫度下燒結35分鐘，再進入高溫區830°C溫度下燒結35分鐘，冷卻出爐，所述的 保護氣氛為體積為60%的液氮氣體和40%的氨分解氣體的混合氣體；第四步採用牌號為KR-152的高溫含油軸承專用油在真空條件下完全浸潤冷卻 出爐的軸承毛坯，最後經過模具進行全整形。測試評價本實施例結果，使用溫度達260°C，含油率18%之間，摩擦係數0.03，硬 度HB90、壓潰強度380MPa、導熱率96W/mK。綜合評價三項實例結果，均能夠滿足產品技術要求。但從綜合性能指標及生產實 際來考慮，第三種實例方案效果最佳。
權利要求
碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的生產工藝，其特正在於，包括以下步驟第一步將佔原料總重量90.35％ 96.35％的 100目霧化Cu Sn10粉末、1％的 325目的天然鱗片石墨粉末、2％ 8％的鍍附銅短碳纖維、0.6％的 325目硬脂酸鋅和0.05％的20號工業用機油，進行配混；第二步在「Y」型混料桶中，每次添加第一步中所述比例的混合粉末100Kg，攪拌混料時間2.5小時，混合完畢，經 80目篩網過篩，根據設計要求在60T壓機上10T 15T壓制，實現軸承基體毛坯成型，基體毛坯密度6.2 6.4g/cm3；第三步將成型的軸承毛坯放置在氮化矽墊板上燒結，在保護氣氛下，先進入預燒結區400℃ 450℃溫度下燒結30 40分鐘，再進入高溫區820 850℃溫度下燒結30 40分鐘，冷卻出爐，所述的保護氣氛為體積為60％的液氮氣體和40％的氨分解氣體的混合氣體；第四步採用牌號為KR 152的高溫含油軸承專用油在真空條件下完全浸潤冷卻出爐的軸承毛坯，最後經過模具進行全整形。
2.根據權利要求1所述的碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的生產工藝，其特正在 於，包括以下步驟第一步將佔原料總重量90. 35 %的-100目霧化Cu-SnlO粉末、1 % 的-325目的天然鱗片石墨粉末、8%的鍍附銅短碳纖維、0.6%的-325目硬脂酸鋅和0. 05% 的20號工業用機油，進行配混；第二步在「Y」型混料桶中，每次添加第一步中所述比例的 混合粉末lOOKg，攪拌混料時間2. 5小時，混合完畢，經-80目篩網過篩，根據設計要求在 60T壓機上15T壓制，實現軸承基體毛坯成型，基體毛坯密度6. 2g/cm3 ；第三步將成型的軸 承毛坯放置在氮化矽墊板上燒結，在保護氣氛下，先進入預燒結區450°C溫度下燒結40分 鍾，再進入高溫區850°C溫度下燒結40分鐘，冷卻出爐，所述的保護氣氛為體積為60%的液 氮氣體和40%的氨分解氣體的混合氣體；第四步採用牌號為KR-152的高溫含油軸承專用 油在真空條件下完全浸潤冷卻出爐的軸承毛坯，最後經過模具進行全整形。
3.根據權利要求1所述的碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的生產工藝，其特正在 於，包括以下步驟第一步將佔原料總重量96. 35%的-100目霧化Cu-SnlO粉末、的-325目的天然鱗片石墨粉末、2%的鍍附銅短碳纖維、0.6%的-325目硬脂酸鋅和0. 05% 的20號工業用機油，進行配混；第二步在「Y」型混料桶中，每次添加第一步中所述比例的 混合粉末lOOKg，攪拌混料時間2. 5小時，混合完畢，經-80目篩網過篩，根據設計要求在 60T壓機上10T壓制，實現軸承基體毛坯成型，基體毛坯密度6. 4g/cm3 ；第三步將成型的軸 承毛坯放置在氮化矽墊板上燒結，在保護氣氛下，先進入預燒結區40(TC溫度下燒結30分 鍾，再進入高溫區820°C溫度下燒結30分鐘，冷卻出爐，所述的保護氣氛為體積為60%的液 氮氣體和40%的氨分解氣體的混合氣體；第四步採用牌號為KR-152的高溫含油軸承專用 油在真空條件下完全浸潤冷卻出爐的軸承毛坯，最後經過模具進行全整形。
4.根據權利要求1所述的碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的生產工藝，其特正在 於，包括以下步驟第一步將佔原料總重量94. 35%的-100目霧化Cu-SnlO粉末、的-325目的天然鱗片石墨粉末、4%的鍍附銅短碳纖維、0.6%的-325目硬脂酸鋅和0. 05% 的20號工業用機油，進行配混；第二步在「Y」型混料桶中，每次添加第一步中所述比例的 混合粉末lOOKg，攪拌混料時間2. 5小時，混合完畢，經-80目篩網過篩，根據設計要求在 60T壓機上13T壓制，實現軸承基體毛坯成型，基體毛坯密度6. 35g/cm3 ；第三步將成型的 軸承毛坯放置在氮化矽墊板上燒結，在保護氣氛下，先進入預燒結區430°C溫度下燒結35 分鐘，再進入高溫區830°C溫度下燒結35分鐘，冷卻出爐，所述的保護氣氛為體積為60%的液氮氣體和40%的氨分解氣體的混合氣體；第四步採用牌號為KR-152的高溫含油軸承專 用油在真空條件下完全浸潤冷卻出爐的軸承毛坯，最後經過模具進行全整形。
全文摘要
碳纖維銅基複合材料粉末冶金軸承的生產工藝，包括以下步驟第一步將霧化Cu-Sn10粉末、天然鱗片石墨粉末、鍍附銅短碳纖維、硬脂酸鋅和0.05％的20號工業用機油，進行配混；第二步在混料桶中，每次添加第一步中所述比例的混合粉末100Kg，攪拌再經-80目篩網過篩，在壓機上壓制，實現軸承基體毛坯成型；第三步將成型的軸承毛坯在保護氣氛下放置在氮化矽墊板上燒結，第四步採用高溫含油軸承專用油在真空條件下完全浸潤冷卻出爐的軸承毛坯，最後經過模具進行全整形，本發明製備的軸承使用最高溫度300℃，耐磨性均比普通粉末冶金軸承高。
文檔編號B22F5/00GK101898245SQ201010223098
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月9日 優先權日2010年7月9日
發明者仝曉楠, 宋曉波, 楊聰斌, 林育陽, 王留勇 申請人:陝西華夏粉末冶金有限責任公司