[發明專利]一種粉末冶金軸承材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310472062.8
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103537668A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 黃浩
• 申請（專利權）人: 蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/16;C22C38/58
• 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，特別是一種粉末冶金軸承材料及其制備方法。

背景技術

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。

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。一般軸承用鋼主要是高碳鉻軸承鋼，即含碳量1%左右，加入1．5%左右的鉻，并含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩定性，又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。但當鉻含量超過1．65%時，淬火后會增加鋼中殘余奧氏體，降低硬度和尺寸穩定性，增加碳化物的不均勻性，降低鋼的沖擊韌性和疲勞強度。為此，高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1，65%以下。只有嚴格控制軸承鋼中的化學成分，才能通過熱處理工序獲得滿足軸承性能的組織和硬度。

發明內容

本發明的目的是提供一種防銹性好、耐磨性高、硬度大的粉末冶金軸承材料及其制備方法。

為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施：

一種粉末冶金軸承材料，由下列重量份的原料制成：W5.2-5.5、Co2.1-2.3、Ni5.7-5.9、Ti1.2-1.5、B0.2-0.5、Fe72-75、硅3.2-3.5、石墨1.2-1.4、錳1.7-1.9、鉻5.2-5.6、硬酯酸鋅2.3-2.5、微晶蠟1.2-1.4、碳化鎢0.4-0.5、TiC0.2-0.4、助劑1-2；

所述助劑由下列重量份的原料制成：鐵粉3-4、氧化鋅1-2、異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯1-2、高嶺土2-3、聚乙烯醇2-3、碳纖維1-2、硫酸亞鐵2-3、三聚磷酸鈉1-2、云母粉3-4、交聯劑?TAIC1-2、硬脂酸鋅1-2。制備方法是將鐵粉、氧化鋅、硫酸亞鐵、三聚磷酸鈉、云母粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯混合均勻，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。

本發明所述粉末冶金軸承材料，由以下具體步驟制成：

（1）將W、Co、Ni、Ti、B、Fe、錳、鉻混合，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6-8Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮氣保護氣氛下550-650℃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52-56℃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；然后，再以10-12℃/分鐘速率降溫至725-750℃，保溫1-2小時后，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。

本發明原料中增加石墨，增加了軸承的耐磨性與潤滑性，制造的軸承組織致密，微觀結構良好，孔隙很少，結構剛度、硬度、耐疲勞性能、抗拉強度性能優良；由于本發明Ni的加入提高了合金的韌性和彈性模量，這對保障軸承產品幾何穩定性有突出作用。

具體實施方式