[发明专利]环保减摩耐磨铜基复合轴承材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环保减摩耐磨铜基复合轴承材料及其制备方法，属于贫油润滑轴承材料技术领域。所述环保减摩耐磨铜基复合轴承材料包括按照质量百分比计的如下组分：0.5%～3%石墨粉、3.5%～10.5%硫化亚铁粉、2%~5%锡粉、0.1%~2%锌粉、0.1%~2%磷铁粉、80.5%～94.5%铜粉、0.1%～2%过程控制粘结剂，各组分之和为100%。本发明利用石墨的减摩性能与硫化亚铁的抗粘着、耐磨性能的协同作用取代普通铜铅粉末冶金材料中的铅，不仅实现了铜基粉末冶金材料的无铅化，还实现了材料减磨耐磨性能的显著提升。

技术领域

本发明属于贫油润滑轴承材料技术领域，具体涉及一种环保减摩耐磨铜基复合轴承材料及其制备方法。

背景技术

铜铅合金轴承材料抗疲劳强度高、承载能力大、抗粘着和减摩耐磨性能好、热传递性能好，已经在汽车发动机轴承及摩擦副零件、滑动轴承等领域得到广泛应用。应用铜铅合金轴承材料的摩擦副在零件间的相互摩擦作用下会产生表面磨损颗粒。然而，由于铅是一种剧毒物质，这些含铅元素的表面磨损颗粒会对人体健康和自然环境带来不可逆转的严重危害。在不含铅物质的前提下，如何获得一种既环保又具有优良减摩耐磨性能的铜基复合轴承材料显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，而提供一种环保减摩耐磨铜基复合轴承材料及其制备方法，不仅实现了铜基粉末冶金材料的无铅化，还实现了材料减磨耐磨性能的显著提升。

本发明采用如下技术方案：

环保减摩耐磨铜基复合轴承材料，包括按照质量百分比计的如下组分：0.5％～3％石墨粉、3.5％～10.5％硫化亚铁粉、2％～5％锡粉、0.1％～2％锌粉、0.1％～2％磷铁粉、80.5％～94.5％铜粉、0.1％～2％过程控制粘结剂，各组分之和为100％。

更进一步地，所述石墨粉为高膨胀鳞片状石墨粉，目数为100目，膨胀系数为300倍，水分含量0.2％，固定碳含量大于95％。

更进一步地，所述硫化亚铁粉的粒径为325目，纯度大于99.5％。

更进一步地，所述硫化亚铁粉中硫的含量35.96％-36.16％，铁的含量在63.21％-63.34％。

更进一步地，所述过程控制粘结剂由乙醇、环氧树脂和聚乙烯醇缩醛配制而成，所述乙醇、环氧树脂和聚乙烯醇缩醛的质量比为8:1:1。

本发明还提供一种所述的环保减摩耐磨铜基复合轴承材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，称量：按所述质量百分比分别称取各粉末材料；

步骤二，高能球磨制粉混料：按所述配比将石墨粉、硫化亚铁粉、锡粉、锌粉、磷铁粉、铜粉和过程控制粘结剂混合球磨制粉，得到复合金属粉末；

步骤三，冷压制：将所述复合金属粉末进行冷压，得冷压件；

步骤四，烧结：将所述冷压件进行烧结，得环保减摩耐磨铜基复合轴承烧结材料；

步骤五，浸油：将所述环保减摩耐磨铜基复合轴承烧结材料经真空浸油，得环保减摩耐磨铜基复合轴承材料。

更进一步地，步骤二所述球磨在高能球磨罐中进行。

更进一步地，步骤二所述的过程控制粘结剂的具体制备方法为：按所述质量配比，称取乙醇、环氧树脂和聚乙烯醇缩醛，置于反应容器中，搅拌加热，加热温度控制在120℃-140℃，加热时间为30min；之后，在室温下固化2h，形成固化的过程控制粘结剂。

更进一步地，步骤三中所述冷压制具体为：将所述复合金属粉末倒入冷压模具中，然后将该冷压模具放到液压机下，设置液压机的压力为550MPa～650MPa，在该压力下保压10-15min后卸压，形成冷压件。