[发明专利]高强耐磨铁基粉末冶金轴承

说明书

本申请是申请号为2013104150592、申请日为2013年9月12日、发明名称为高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料及其制备方法的分案申请。

技术领域

本发明属于金属材料粉末冶金技术领域，具体地涉及一种高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料。

背景技术

滑动轴承是各种机械中常用的零件，要求滑动轴承材料具有足够的抗压强度和抗疲劳性能，良好的减摩耐磨性(摩擦系数要小)、储备润滑油的功能和良好的磨合性，铁基粉末冶金材料是最常用的轴承材料，根据我国GB/T-2012《滑动轴承粉末冶金技术条件》，铁基轴承材料是烧结态的，压溃强度最高的是牌号为FZ12162，其数值是K≥380MPa，含油率≥12％，由于材料的强度性能不高，硬度低，导致轴承出现磨损，寿命较短，不能满足轴承在低速、载荷较大且有一定冲击载荷工况条件下工作，比如工程机械如挖掘机、推土机的油缸用轴承。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种高强耐磨铁基粉末冶金轴承，目的是通过添加稀土元素和采用烧结后热处理，提高材料的强度、硬度和减摩耐磨性能，从而满足该材料制成的轴承能够在低速、载荷较大且有一定冲击载荷工况条件下工作。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

本发明高强耐磨铁基粉末冶金轴承，所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承按重量百分比的材料成份为：铜：16.0％～18.0％、碳：0.80％～0.90％、氟化铈：0.01％～1.0％和余量的铁，杂质总量不大于2％；本发明的特点是：所述铁基粉末冶金轴承的制备方法是按以下步骤完成：

步骤1、混料：将按所述比例配备的原材料粉末使用混料机混合，混料时间30-60分钟，得到混合粉末；

步骤2、压制：在安装有所需模具的压机上成形：向模具中装入步骤(1)所得的混合粉末，压制为压坯，压制压力为550MPa～650MPa；

步骤3、烧结：将步骤2所得压坯在保护气氛中烧结得烧结材料，烧结温度1100℃～1150℃，烧结时间为40～50分钟；

步骤4、热处理：将步骤3所得烧结材料在保护气氛下加热，碳势0.75～0.85、淬火温度860℃～920℃、淬火介质为机械油，然后在170℃～220℃回火2～3小时得热处理后产品；

步骤5、浸油：将步骤4所得热处理后产品真空浸油，油温为80℃～100℃，真空气压值不大于8KPa，浸油时间为30～60分钟。

本发明高强耐磨铁基粉末冶金轴承的结构特点也在于：

所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承的材料的含油密度为6.70～6.85g/cm³。

所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承的材料按体积百分比的含油率为13％～16％。

所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承的材料的金相组织为回火马氏体、游离铜和孔隙。

所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承的材料的压溃强度为720MPa～780MPa。

所述高强耐磨铁基粉末冶金轴承的材料的洛氏硬度为90HRB～110HRB。

与已有的技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明轴承材料通过添加稀土元素化合物氟化铈，由于其活化作用，促进了烧结，且细化晶粒，从而提高材料的强度；同时氟化铈还是一个优良的润滑剂，能够改善材料的自润滑性能，增加减摩效果。

2、本发明轴承材料，成分中含有16.0％～18.0％的铜，金相组织中游离的铜，可以起到减摩作用；另外，和铁基材料相比，铜基材料具有良好的抗咬合性能，由于所述轴承材料存在着游离铜，因此可以改善轴套的抗咬合性能，增加轴承的使用寿命。

3、本发明轴承材料，采用烧结后热处理，大大提高了材料的硬度、强度和耐磨性能：压溃强度数值720MPa～780MPa，洛氏硬度90HRB～110HRB，含油率13％～16％，油润滑摩擦系数0.080～0.090(同等条件下FZ12162的摩擦系数为0.098～0.110)；和铁基粉末冶金轴承材料FZ12162相比，其压溃强度和耐磨性能明显增加。从而满足该材料制成的轴承能够在低速、载荷较大且有一定冲击载荷工况条件下工作。

具体实施方式

实施例1：

一种挖掘机高压油缸用轴承，是由本发明高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料及其制备方法制造而成。

本实施例中高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料的成份见表1。

表1 轴承材料成份(按重量百分比)：