本發(fā)明涉及一種軸承的制備方法,尤其涉及一種水泵用耐腐蝕自潤滑軸承的制備方法。
背景技術(shù):
軸承是當(dāng)代機(jī)械設(shè)備中的重要零部件,它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體。隨著機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和負(fù)荷的增加,以及惡劣工況的需求,對軸承的潤滑性提出了更高的要求。自潤滑材料軸承技術(shù)由于省去潤滑裝置和潤滑油脂的密封裝置,使軸承的設(shè)計(jì)大大簡化,成本大幅度降低,具有良好的經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境效益,成為目前的發(fā)展趨勢。其中機(jī)械強(qiáng)度高和摩擦性能好的自潤滑復(fù)合材料的開發(fā)成為摩擦學(xué)領(lǐng)域的重要熱點(diǎn)。
粉末冶金自潤滑技術(shù)通過把固體潤滑劑添加到金屬基體原料中制得自潤滑軸承復(fù)合材料。自潤滑軸承在運(yùn)動時(shí)在相對滑動表面形成一層較為穩(wěn)定的潤滑膜,同時(shí)靠"自耗"修復(fù)被損傷的潤滑膜,達(dá)到良好的潤滑和減摩效果,在機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。然而,粉末冶金自潤滑軸承材料往往存在高溫環(huán)境下容易氧化、機(jī)械強(qiáng)度低等問題。專利201310414116.5通過添加適量的硫化鐵、錳鐵粉制得自潤滑軸承材料,一定程度上提高了材料的耐高溫性能,但對機(jī)械性能提升有限,無法提供高質(zhì)量的自潤滑軸承材料,滿足日益增長的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷,提供一種兼具良好耐高溫性能和機(jī)械強(qiáng)度的水泵用耐腐蝕自潤滑軸承的制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種水泵用耐腐蝕自潤滑軸承的制備方法,其特征在于,該方法包括以下具體步驟:
(1)原料粉體的制備,所述原料粉體由如下原料按質(zhì)量百分比配比而成:鉬鐵粉5-10%,微碳鉻鐵粉5-10%,鎳粉3-5%,鈮粉0.5-1%,石墨3-5%,余量為鐵粉,將粒度為200-300μm的各原料放入球磨機(jī)中研磨2-4小時(shí),即得所述原料粉體;
(2)復(fù)合溶膠的制備,所述復(fù)合溶膠由下列重量份的原料制成:正硅酸乙酯0.5-1,乙烯基三乙氧基硅烷3-5,六偏磷酸鈉0.3-0.5,納米氧化鋁0.5-1,納米石墨粉0.5-1,無水乙醇3-5,4-8%醋酸溶液10-15,石油磺酸鋇0.5-1,所述復(fù)合溶膠的制備方法是先將正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷與無水乙醇混合,然后加入納米石墨粉、納米氧化鋁分散均勻,最后緩慢滴加入醋酸溶液中60-70℃攪拌0.5-1h,冷卻后將pH調(diào)至中性,加入其余原料攪拌均勻后常溫靜置1-2h,即得復(fù)合溶膠;
(3)原料粉體的改性,將步驟(1)中的混合粉體與步驟(2)中的復(fù)合溶膠按重量8:1-10:1混合攪拌均勻,100-120℃干燥處理3-5h后于惰性氣氛下600-800℃熱處理2-4h,冷卻后于球磨機(jī)中研磨1-2h,得自潤滑粉末原料;
(4)軸承毛坯的制備,先將步驟(3)中的自潤滑粉末原料裝入軸套模具中于550-650MPa進(jìn)行壓制,保壓時(shí)間為5-10min,然后放入燒結(jié)爐中于惰性氣氛下1200℃-1250℃燒結(jié)1-2h,得到軸承毛坯;
(5)將步驟(4)得到的軸承毛坯進(jìn)行表面處理,即得水泵用耐腐蝕自潤滑軸承。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明利用正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷水解并與納米石墨粉等共混形成的復(fù)合溶膠對鐵粉、石墨等原料粉體進(jìn)行包覆,然后高溫處理,在原料粉體之間的界面上形成均勻的SiC/Si02復(fù)合包覆層,既能起到提升耐高溫、耐磨耗性能以及硬度的功效,又能起到改善自潤滑性能的作用,并且材料之間結(jié)合力強(qiáng),機(jī)械性能好;同時(shí),通過原料粉體與其余原料的選擇與復(fù)配增效作用,使得到的自潤滑軸承兼具優(yōu)良的自潤滑功能和機(jī)械性能,耐高溫性能好,同時(shí)具有良好的耐腐蝕、耐磨損性能,耐用性高,使用壽命長,適合水泵使用。
具體實(shí)施方式
一種水泵用耐腐蝕自潤滑軸承的制備方法,方法包括以下具體步驟:
(1)原料粉體的制備,所述原料粉體由如下原料按質(zhì)量百分比配比而成:鉬鐵粉5%,微碳鉻鐵粉5%,鎳粉3%,鈮粉0.5%,石墨3%,余量為鐵粉,將粒度為200-300μm的各原料放入球磨機(jī)中研磨2小時(shí),即得所述原料粉體;
(2)復(fù)合溶膠的制備,所述復(fù)合溶膠由下列重量份的原料制成:正硅酸乙酯0.5,乙烯基三乙氧基硅烷3,六偏磷酸鈉0.3,納米氧化鋁0.5,納米石墨粉0.5,無水乙醇3,4%醋酸溶液10,石油磺酸鋇0.5,所述復(fù)合溶膠的制備方法是先將正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷與無水乙醇混合,然后加入納米石墨粉、納米氧化鋁分散均勻,最后緩慢滴加入醋酸溶液中60℃攪拌0.5h,冷卻后將pH調(diào)至中性,加入其余原料攪拌均勻后常溫靜置1h,即得復(fù)合溶膠;
(3)原料粉體的改性,將步驟(1)中的混合粉體與步驟(2)中的復(fù)合溶膠按重量8:1混合攪拌均勻,100℃干燥處理3h后于惰性氣氛下600℃熱處理2h,冷卻后于球磨機(jī)中研磨1h,得自潤滑粉末原料;
(4)軸承毛坯的制備,先將步驟(3)中的自潤滑粉末原料裝入軸套模具中于550MPa進(jìn)行壓制,保壓時(shí)間為5min,然后放入燒結(jié)爐中于惰性氣氛下1200℃燒結(jié)1-2h,得到軸承毛坯;
(5)將步驟(4)得到的軸承毛坯進(jìn)行表面處理,即得水泵用耐腐蝕自潤滑軸承。
經(jīng)檢驗(yàn),上述制得的軸承材料性能如下:
最大承載力(N):3700;
磨損量(mm):0.196;
適用最高溫度:600℃。