[发明专利]通过松散烧结获得的具有超低孔隙率的轴承材料及其制造方法

说明书

一种通过松散烧结获得的具有超低孔隙率的轴承材料及其制造方法，轴承材料由于包含目数为‑140+200的铜合金颗粒及目数为‑600的铜合金颗粒，目数为‑140+200的铜合金颗粒的重量百分含量为70‑85％，目数为‑600的铜合金颗粒的重量百分含量为15‑30％，具有超低的孔隙率及孔隙尺寸，带来较高的机械强度与优良的抗疲劳性能，所以该具有超低孔隙率的轴承材料可优选用于制作发动机的连杆衬套等。由于是无铅铜合金烧结，满足了人体健康及环保要求。

技术领域

本发明涉及轴承材料领域，特别是一种通过松散烧结获得的具有超低孔隙率的轴承材料及其制造方法。

背景技术

滑动轴承以优质碳素钢为基体，表面烧结青铜粉，适用于重载低速下的摇摆运动、旋转运动，具有摩擦系数低、耐磨性能好，使用寿命长、抗咬合性能好等特点。铜合金表面可以根据工况需要加工出各种形式的油槽、储油坑、油穴等，以适合于无法加油或难以加油的场合。其可以广泛使用于矿山机构、汽车、建筑机械、农用机械，以及轧钢机构等等。

采用粉末铜合金烧结的滑动材料均存在一定的孔隙率，滑动材料的机械强度及抗疲劳强度与其孔隙率呈反比关系，孔隙率越高，其机械强度及抗疲劳强度越差。在某些工况条件下，如发动机连杆衬套、空调压缩机衬套等，铜合金烧结的滑动材料会承受较大的冲击力与载荷，对材料的强度与抗疲劳能力有非常高的要求，这就需要铜合金烧结材料具有较低的孔隙率。越来越多的汽车发动机生产商对连杆衬套的孔隙率及最大孔隙尺寸提出越来越严苛的要求，这是因为发动机的连杆衬套对材料的抗疲劳强度有非常高的要求，而材料的孔隙率及孔隙尺寸对材料的抗疲劳强度与机械性能有直接的影响，经申请人测试，当连杆衬套的平均孔隙率小于1％，最大孔隙尺寸小于0.050mm时，连杆衬套的抗疲劳强度与机械性能能够显著提升。而大部分厂家由于生产的衬套材料的孔隙率都大于1％，最大孔隙尺寸也都大于0.050mm，其抗疲劳强度与机械性能均不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种无铅铜合金通过松散烧结的方式、具有超低孔隙率及孔隙尺寸，且具有较高强度及抗疲劳强度的通过松散烧结获得的具有超低孔隙率的轴承材料及其制造方法，以满足上述要求。

一种通过松散烧结获得的具有超低孔隙率的轴承材料，包括基板以及烧结于基板上的接触层，所述接触层由铜合金颗粒及无机材料颗粒组成，其中，铜合金颗粒的重量占比为98％-99.8％，所述无机材料颗粒的重量占比为0.02-2％，所述铜合金颗粒包括目数为-140+200的铜合金颗粒及目数为-600的铜合金颗粒。

进一步地，所述基板由钢板、不锈钢板和铜板中的任意一种材料制成。

进一步地，所述目数为-600的铜合金颗粒与目数为-140+200的铜合金颗粒的粒径比小于或等于0.3。

进一步地，其内部任意单个孔隙的最大尺寸均小于0.050mm，平均孔隙率小于1％。

进一步地，目数为-140+200的铜合金颗粒的重量百分含量为70-85％；目数为-600的铜合金颗粒的重量百分含量为15-30％

进一步地，所述铜合金颗粒由金属铜、金属锡、金属钛及磷粉组成，所述金属铜的重量占比为92-97.95％，金属锡的重量占比为2-7％，金属钛的重量占比为0.01-0.5％，所述磷粉的重量占比为0.01-0.5％。

进一步地，所述无机材料颗粒为碳粉、石墨、二氧化硅、碳化硅、三氧化二铝中的一种或任何几种的混合，其目数为-2000目。

一种通过松散烧结获得的具有超低孔隙率的轴承材料的制造方法，包括如下步骤：

步骤S1：提供目数为-140+200及目数为-600的铜合金颗粒；

步骤S2：提供无机材料颗粒；