[发明专利]一种动压气浮轴承用高强度低磁性的轻质硬质合金及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种动压气浮轴承用高强度低磁性轻质硬质合金及制备方法，以及由所述轻质硬质合金所制备的动压气浮轴承。

背景技术

动压气浮轴承是微型电机的核心部件，其性能与可靠性直接影响到装备的制导精度，随着装备向高精度以及高性能化的方向发展，要求降低动压气浮轴承的自重；同时动压气浮轴承的工作条件也更为复杂，常处于高磁场、高温等特殊工况下，因此需要具有低密度、高硬度、高强度、低剩磁的新型硬质合金，以满足实际使用要求。

发明内容

为了克服碳化钨基硬质合金密度较大(>14.4g/cm³)并因此而使得轴承自重过大的缺陷，以及硬质合金以Co为粘结相使其剩余磁感应强度较高（>10Gs）的不足，本发明提供了一种动压气浮轴承用高强度低磁性的轻质硬质合金及制备方法，该硬质合金具有低密度（＜5.5 g/cm³）、高强度、无剩磁（矫顽力为0）的特点。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种动压气浮轴承用高强度低磁性轻质硬质合金，其组成物(以重量百分比计算，下同)为：

0~20%的WC/Ni；

0.5~5%烧结助剂；

余量为TiC（C,N）/Ni-Mo,

其硬质合金中各组分的总和为100%。

所述轻质硬质合金通过将原料充分混合均匀后，用放电等离子体烧结技术（SPS）制备而成。

优选的是，制备本发明所述的硬质合金的原料中不含Co；优选的是，TiC（C,N）/Ni-Mo采用复合方法制备，其中包含40-90% TiC（C,N），粘结相含Ni-Mo合金，Mo含量不超过10%；优选的是，WC/Ni采用复合方法制备，其中包含80-87%WC；烧结助剂为NbC，HfC、VC中的一种或两种以上。

本发明的制备方法采用放电等离子体烧结技术（SPS），SPS工艺为烧结温度为1200-1400℃；保温时间为5-10min，压力30-50MPa。

本发明还涉及一种动压气浮轴承用高强度低磁性的轻质硬质合金，所述合金由上述制备方法制得。

本发明还涉及一种动压气浮轴承，所述轴承由上述轻质硬质合金制成。

由于本发明的原料不含金属Co，使得硬质合金的剩磁性降低；WC含量低降低了硬质合金的密度；原料中硬质相和粘结相采用了金属/陶瓷复合粉末的方式，在此基础上添加少量烧结助剂，并采用SPS致密化烧结的工艺方式，使得制备的硬质合金成份均匀、性能稳定性好，在满足低密度、低剩磁性的同时，仍具有较高的硬度和强度。

附图说明

图1为本发明的动压气浮轴承用高强度低磁性的轻质硬质合金制备工艺流程图。

具体实施方式

本发明的工艺路线如图1所示。将TiC（C,N）/Ni-Mo、WC/Ni和烧结助剂混合→称量→烧结→检验→产品。

其中TiC（C,N）/Ni-Mo和WC/Ni的制备采用公知的方法实现。

轻质硬质合金的制备为：

在TiC（C,N）/Ni-Mo中添加0~20%的WC/Ni和0.5~5%的烧结助剂；

充分混合均匀后，经称量用SPS进行烧结，检测合格后得到轻质硬质合金。

下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的实施例并不局限于下述实施例。

表1提供了前述混合料化学成份及有关配料方式的3种具体实施例和硬度、强度、剩磁性值。