[發明專利]一種無鉛軸承鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201310469296.7
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103602927A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 胡光榮
• 申請（專利權）人: 銅陵新創流體科技有限公司
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;B22F1/00;B22F3/16
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及粉末冶金領域，特別是一種無鉛軸承鋼及其制備方法。

背景技術

軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時承受著極大的壓力和摩擦力，所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格，是所有鋼鐵生產中要求最嚴格的鋼種之一。1976年國際標準化組織ISO將一些通用的軸承鋼號納入國際標準，將軸承鋼分為：全淬透型軸承鋼、表面硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等四類共17個鋼號。有的國家增加一個類別為特殊用途的軸承鋼或合金。我國已納入標準的軸承鋼分類方法與ISO相似，分別對應為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹耐蝕軸承鋼、高溫軸承鋼四大類。近五十年來我國還在軸承鋼鋼種及其軸承用材料方面，如無鉻軸承鋼、中碳軸承鋼、特殊用途軸承鋼及合金、金屬陶瓷等取得了很大的進展。

粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結，制取金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工業技術。目前，粉末冶金技術已被廣泛應用于交通、機械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業等領域，成為新材料科學中最具發展活力的分支之一。粉末冶金技術具備顯著節能、省材、性能優異、產品精度高且穩定性好等一系列優點，非常適合于大批量生產。另外，部分用傳統鑄造方法和機械加工方法無法制備的材料和復雜零件也可用粉末冶金技術制造，因而備受工業界的重視。粉末冶金結構件制品材料成分不受熔煉限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它結構組分，并且在相當大的范圍內根據要求進行調整，進而在力學性能上能達到與鋼件匹配的效果。

粉末冶金機械化程度高，既能減少人員，又能提高效率，進而節約成本。粉末冶金技術能取代傳統的制造工藝，為廣大傳統企業節約成本。

所以研究各種機械零部件的粉末冶金的配方，適應不同的需要，具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用粉末冶金技術制造的無鉛軸承鋼。

為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施：

一種無鉛軸承鋼，由下列重量份的原料制成：銅6.2-6.3、錫1.1-1.2、鋅3.6-3.8、釹0.1-0.12、Sb0.02-0.04、Bi0.09-0.12、Hf0.21-0.24、Nb0.06-0.08、V1.2-1.4、Mg1.9-2.2、La0.1-0.12、硼化釩0.5-0.7、硬酯酸2-3、微晶蠟1-2、鐵粉73-75、助劑1-2；

所述助劑由下列重量份的原料制成：鐵粉3-4、高嶺土2-3、納米碳1-2、氟化鋯1-2、明礬2-3、海藻酸鈉2-3、三聚磷酸鈉1-2、剛玉粉2-3、硫酸銅1-2、硬酯酸鈣1-2、乙烯基三乙氧基硅烷2-3；制備方法是將鐵粉、高嶺土、氟化鋯、明礬、海藻酸鈉、三聚磷酸鈉、剛玉粉、硫酸銅混合，研磨成200-300目粉末，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950℃下煅燒3-4小時，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70℃，在1200-1500轉/分下攪拌1-2小時，即得。

本發明所述無鉛軸承鋼，由以下具體步驟制成：

（1）將銅、錫、鋅、釹、Sb、Bi、Hf、Nb、V、Mg、鐵粉混合，加入適量水中，送入球磨機中球磨，得到250-400目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在8-10Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮氣保護氣氛下650-750℃進行燒結8-10小時，將燒結后的物料粉碎后過200-400目篩；

（2）將其它剩余成分混合均勻；

（3）將步驟（1）、（2）物料在55-65℃下混合攪拌均勻60-90分鐘后，裝入模具，壓制成坯；

（4）將壓坯放在燒結爐中，以6-8℃/分鐘速率升溫至800-850℃條件下燒結2-3小時;然后以5-7℃/分鐘速率升溫至1050-1150℃條件下燒結2-3小時；再以再以8-10℃/分鐘速率降溫至320-340℃，保溫2-3小時后，空氣中緩冷至室溫。

本發明利用粉末冶金技術，通過調配銅、錫、鋅的含量，實現了產品無鉛化，同時節省了成本，其耐磨性及結合強度能達到、甚至優于燒結銅鉛雙金屬材料，本發明為可代替銅鉛雙金屬的新型材料，主要用于機械零部件、汽車軸承等方面，對環境友好。

具體實施方式

下面通過具體實例對本發明進行詳細說明。