專利名稱：碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承的生產(chǎn)工藝，特別涉及碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承的 生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
粉末冶金銅基含油軸承是現(xiàn)在常用，并且公認(rèn)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范圍內(nèi)，所以只能應(yīng)用在家電、汽車、摩托車、儀表等行業(yè)， 而對于使用溫度高、要求耐磨性能好，導(dǎo)電導(dǎo)熱優(yōu)良等的航空航天及電子工業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)有的 粉末冶金銅基含油軸承就無法實現(xiàn)了。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供碳纖維銅基復(fù)合材料粉末 冶金軸承的生產(chǎn)工藝，利用短碳纖維銅基復(fù)合材料與錫青銅粉末經(jīng)過冷壓燒結(jié)成型，生產(chǎn) 出耐高溫、抗磨損的碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟第一步將占原料總重量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(yè)用機(jī)油，進(jìn)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(jīng)-80目篩網(wǎng)過篩，根據(jù)設(shè)計要求在60T壓機(jī)上10T-15T壓 制，實現(xiàn)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硅墊板上燒結(jié)，在保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒 結(jié)區(qū)400°C —450°C溫度下燒結(jié)30-40分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)820—850°C溫度下燒結(jié)30-40 分鐘，冷卻出爐，所述的保護(hù)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；第四步采用牌號為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，最后經(jīng)過模具進(jìn)行全整形。按照本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的碳纖維銅基復(fù)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，摩擦系數(shù)0. 02-0. 04，硬度HB50-100、壓潰強(qiáng)度 220-430MPa、導(dǎo)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(chǎn)工藝是這樣實現(xiàn)的，包括以下步驟碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
第一步將占原料總重量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(yè) 用機(jī)油，進(jìn)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(jīng)-80目篩網(wǎng)過篩，根據(jù)設(shè)計要求在60T壓機(jī)上15T壓制，實 現(xiàn)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硅墊板上燒結(jié)，在保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒 結(jié)區(qū)450°C溫度下燒結(jié)40分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)850°C溫度下燒結(jié)40分鐘，冷卻出爐，所述的 保護(hù)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；第四步采用牌號為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，最后經(jīng)過模具進(jìn)行全整形。測試評價本實施例結(jié)果，使用溫度達(dá)300°C，含油率12%之間，摩擦系數(shù)0.03，硬 度HB100、壓潰強(qiáng)度430MPa、導(dǎo)熱率100W/mK。實施例二本實施例的生產(chǎn)工藝是這樣實現(xiàn)的，包括以下步驟碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟第一步將占原料總重量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(yè) 用機(jī)油，進(jìn)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(jīng)-80目篩網(wǎng)過篩，根據(jù)設(shè)計要求在60T壓機(jī)上10T壓制，實 現(xiàn)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硅墊板上燒結(jié)，在保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒 結(jié)區(qū)400°C溫度下燒結(jié)30分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)820°C溫度下燒結(jié)30分鐘，冷卻出爐，所述的 保護(hù)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；第四步采用牌號為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，最后經(jīng)過模具進(jìn)行全整形。測試評價本實施例結(jié)果，使用最高溫度達(dá)180°C，含油率15%之間，摩擦系數(shù) 0. 03，硬度HB80、壓潰強(qiáng)度280MPa、導(dǎo)熱率80W/mK。實施例三本實施例的生產(chǎn)工藝是這樣實現(xiàn)的，包括以下步驟碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟第一步將占原料總重量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(yè) 用機(jī)油，進(jìn)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(jīng)-80目篩網(wǎng)過篩，根據(jù)設(shè)計要求在60T壓機(jī)上13T壓制，實 現(xiàn)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硅墊板上燒結(jié)，在保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)430°C溫度下燒結(jié)35分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)830°C溫度下燒結(jié)35分鐘，冷卻出爐，所述的 保護(hù)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；第四步采用牌號為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，最后經(jīng)過模具進(jìn)行全整形。測試評價本實施例結(jié)果，使用溫度達(dá)260°C，含油率18%之間，摩擦系數(shù)0.03，硬 度HB90、壓潰強(qiáng)度380MPa、導(dǎo)熱率96W/mK。綜合評價三項實例結(jié)果，均能夠滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。但從綜合性能指標(biāo)及生產(chǎn)實 際來考慮，第三種實例方案效果最佳。
權(quán)利要求
碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承的生產(chǎn)工藝，其特正在于，包括以下步驟第一步將占原料總重量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(yè)用機(jī)油，進(jìn)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(jīng) 80目篩網(wǎng)過篩，根據(jù)設(shè)計要求在60T壓機(jī)上10T 15T壓制，實現(xiàn)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硅墊板上燒結(jié)，在保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)400℃ 450℃溫度下燒結(jié)30 40分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)820 850℃溫度下燒結(jié)30 40分鐘，冷卻出爐，所述的保護(hù)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；第四步采用牌號為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，最后經(jīng)過模具進(jìn)行全整形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承的生產(chǎn)工藝，其特正在 于，包括以下步驟第一步將占原料總重量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(yè)用機(jī)油，進(jìn)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(jīng)-80目篩網(wǎng)過篩，根據(jù)設(shè)計要求在 60T壓機(jī)上15T壓制，實現(xiàn)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 承毛坯放置在氮化硅墊板上燒結(jié)，在保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)450°C溫度下燒結(jié)40分 鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)850°C溫度下燒結(jié)40分鐘，冷卻出爐，所述的保護(hù)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；第四步采用牌號為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，最后經(jīng)過模具進(jìn)行全整形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承的生產(chǎn)工藝，其特正在 于，包括以下步驟第一步將占原料總重量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(yè)用機(jī)油，進(jìn)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(jīng)-80目篩網(wǎng)過篩，根據(jù)設(shè)計要求在 60T壓機(jī)上10T壓制，實現(xiàn)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 承毛坯放置在氮化硅墊板上燒結(jié)，在保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)40(TC溫度下燒結(jié)30分 鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)820°C溫度下燒結(jié)30分鐘，冷卻出爐，所述的保護(hù)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；第四步采用牌號為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，最后經(jīng)過模具進(jìn)行全整形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承的生產(chǎn)工藝，其特正在 于，包括以下步驟第一步將占原料總重量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(yè)用機(jī)油，進(jìn)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(jīng)-80目篩網(wǎng)過篩，根據(jù)設(shè)計要求在 60T壓機(jī)上13T壓制，實現(xiàn)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硅墊板上燒結(jié)，在保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)430°C溫度下燒結(jié)35 分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)830°C溫度下燒結(jié)35分鐘，冷卻出爐，所述的保護(hù)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；第四步采用牌號為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，最后經(jīng)過模具進(jìn)行全整形。
全文摘要
碳纖維銅基復(fù)合材料粉末冶金軸承的生產(chǎn)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(yè)用機(jī)油，進(jìn)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(jīng)-80目篩網(wǎng)過篩，在壓機(jī)上壓制，實現(xiàn)軸承基體毛坯成型；第三步將成型的軸承毛坯在保護(hù)氣氛下放置在氮化硅墊板上燒結(jié)，第四步采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，最后經(jīng)過模具進(jìn)行全整形，本發(fā)明制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(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者仝曉楠, 宋曉波, 楊聰斌, 林育陽, 王留勇 申請人:陜西華夏粉末冶金有限責(zé)任公司