[發明專利]含稀土粉末冶金鐵鋁黃銅含油軸承材料及其制備工藝

有效

• 申請號: 200910183455.0
• 申請日: 2009-09-22
• 公開（公告）號: CN101658931A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 劉子利;鄒德華;楊明;劉希琴;周桂斌
• 申請（專利權）人: 常熟市華德粉末冶金有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/16;B22F3/26;C22C9/00;C22C30/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙）
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種粉末冶金稀土鐵鋁黃銅含油軸承材料及其制備工藝，屬于金屬材料類粉末冶金技術領域。?

背景技術

含油軸承作為機電產品的基礎零件已被廣泛應用于汽車、事務機械、家電制品、電動工具、音響器材、電腦相關設備等多種行業中。隨著環保意識的加強，傳統的6-6-3錫青銅粉含油軸承材料正逐漸退出市場。然而，目前應用的基于霧化銅粉的無鉛銅錫擴散粉或銅錫混合粉存在松比高、氧含量高、燒結強度低、燒結后產品的表面有“綠”色的缺陷，限制了其應用的范圍。其次合金燒結時易產生偏析，嚴重影響到整形后尺寸的精度，并且燒結體的封閉孔隙率比較高，導致相同密度的產品出現含油率不足的現象。?

此外，銅資源在我國較為缺乏，其制造成本較高。為此，中國發明專利00125035.3公開了一種《粉末冶金稀土鐵黃銅合金含油軸承及其制造方法》，其發明點在于以鐵代替部分銅，但在制備過程中存在鐵粉與基體結合不牢，并且稀土粉末極易氧化的問題。?

鋁青銅的力學強度、耐蝕性、耐磨性等優異，在工業中得到了廣泛應用。雖然用粉末冶金工藝也試制過鋁青銅制品，但都未能實用化，其主要原因在于含鋁粉末在燒結時優先氧化，形成強固的氧化物被覆膜，阻礙了粉末間燒結的進行。因此，含鋁的銅基粉末冶金材料在工業上并未得到應用。?

發明內容

本發明的發明目的是提供一種粉末冶金稀土鐵鋁黃銅含油軸承材料及其制備工藝，在含油軸承的含油率相同的前提下，提高材料的強度、耐磨性能和耐蝕性能，同時在成本不高于現用的含油軸承材料。?

為達到上述發明目的，本發明的技術方案是：一種粉末冶金稀土鐵鋁黃銅含油軸承材料，組成該材料的各成分元素按質量百分比計為：鐵30～45％、鋁0.5～3％、鋅3～8％、鑭或鈰或混合稀土0.1～1％、錳0.1～0.5％、氟化鋁0.2～0.5％、其余為銅及不可避免的微量雜質。?

本發明的粉末冶金稀土鐵鋁黃銅含油軸承材料的制備方法，首先，所述粉末冶金稀土鐵鋁黃銅含油軸承材料中的鐵、鋁、鋅、稀土元素以鐵、鋁、鋅、稀土與銅的二元或多元合金粉末的形式加入，錳以錳鐵粉的形式加入，氟化鋁以氟化鋁粉末的形式加入，除原料中所含的銅外，合金中不足的部分以銅粉末的形式加入；上述元素材料混合均勻后，按以下步驟完成：?

(1)制取粉末壓坯：將混合料倒入壓模的模腔內，經過壓制，制得壓坯，壓制壓力為250～400MPa；?

(2)壓坯的氣氛燒結：將上述壓坯在氬氣與氫氣混合氣體的氣氛下，預燒結加熱0.5～?

(3)燒結品的精整：將燒結品通過壓模進行壓制整形成具有精確形狀和尺寸精度的燒結件；?

(4)浸油處理：將上述燒結件在負壓下進行浸油處理。?

本發明與現有技術相比：(1)以鐵代替部分銅，為了解決在制備過程中存在鐵粉與基體結合界面差的問題，本發明材料中的鐵以鐵-銅粉末的形式加入；(2)鋁對材料的固溶強化作用遠高于鋅，同時鋁還可提高材料的耐蝕性能，故本發明的材料中采用鋁取代部分鋅元素。但是，鋁的化學活性很強，易氧化，所以在鋁粉的表面有一層化學穩定、強度高的氧化鋁薄膜，阻礙了粉末間燒結的進行，為此，本發明材料中的鋁元素以銅-鋁粉末的形式加入；(3)稀土作為合金粉末在燒結過程中的高效活性催化劑，使粉末顆粒更加容易結合，并且稀土元素對合金的晶粒細化作用提高了燒結體的孔隙連通性，因而燒結體的含油率高，軸承工作時自潤滑效果好，摩擦阻力小，工作噪音小。但是稀土粉末極其活潑在空氣中自燃，導致稀土粉末存放和使用都比較困難，所以在本發明中以銅與鑭、鈰或混合稀土Ce、合金粉末的形式加入；(4)錳對合金的固溶強化作用遠大于鋅，除固溶強化作用外，合金中錳的作用在于提高軸承的耐腐蝕性能、耐磨性能和耐熱性能；(5)合金中氟化鋁的作用在于氟化鋁與含鋁粉末表面強固的氧化物被覆膜發生反應，生成氣化相去除，促進粉末的燒結，以便充分發揮鋁對合金強化作用。?

本發明含稀土粉末冶金鐵鋁黃銅含油軸承材料及其制備技術的顯著的技術特點在于，合金中不僅加入了稀土晶粒細化元素，而且鋁成為合金主要強化元素。在制備工藝上鋁等元素以合金粉末的形式加入，避免了粉末顆粒的氧化，為含鋁的銅基粉末冶金材料的開發提供了思路。本發明采用材料和工藝制備的含油軸承耐磨性、耐蝕性好，同時兼備高的含油率和徑向壓潰強度。?

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細的說明。?

實例一：?