[发明专利]一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法

说明书

本发明涉及一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法，包括采用带台阶芯棒装入钢套的通孔内进行组芯，将粉末冶金材料先装入空腔内；低温烧结使粉末冶金材料的粉末颗粒之间通过固相扩散进行初步结合形成粉末层，取出芯棒；向钢套的通孔内插入与其非同轴设置的一旋转芯棒，并且使旋转芯棒与钢套呈相对转动或滚动的状态，于该状态下通过对旋转芯棒施加一径向压力来使旋转芯棒对粉末层施以径向滚压，从而使粉末区域受力，取出芯棒；进行高温烧结。本发明不仅提高了粉末成型密度，由于芯棒转动的同时也对反向转动的钢套的粉末区域施加了压力，这种滚动施压方式亦同时提高了粉末成型均匀度，强化了粉末内层与外层钢套之间的结合紧密度。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法。

背景技术

滑动轴承的应用领域十分广泛，因而，对于其结构或生产工艺的研究也往往根据其不同的应用领域来区别对待，滑动轴承应用于不同领域所体现的应用功能是各不相同的，其为不同领域带来的效果往往各异。

本发明技术方案涉及如何利用径向滚压方式来生产双金属滑动轴承。研发人员在展开研究之先，首先对以往的同类技术加以揣摩与分析，总结出现有一些用于粉末冶金技术领域的制造双金属滑动轴承方法共同存在的问题以及各自存在的弊端，包括：

⑴现有的非滚压式的金属滑动轴承同类制造工艺普遍采用将以铜、锡、铅等元素为主体的金属粉末或者合金粉末平铺在薄金属板(厚度通常为1～2mm)上，经过一次烧结、轧制、二次烧结，然后通过卷制或焊接再加工的方式生产出薄壁复合滑动轴承。此类制造方法暴露了过多的缺陷，例如，铜、锡、铅元素材质软，抗冲击性差、承载能力弱，不适合重载领域，含铅不环保；同时，无法存储液体减摩润滑油，摩擦系数大，使用寿命短。可见，采用粉末平铺在金属板进行烧结的传统工艺已经无法满足现有的粉末冶金双金属滑动轴承的工作性能。

⑵若采用厚壁双金属滑动轴承的生产工艺，例如，以离心铸造生产方法为主，此类方法是将铜为主体添加以锡、铅等元素，将其高温熔化，通过离心力将其与外钢套进行结合，此类方法不仅存在着元素材质软、强度低、不适合重载领域、含铅不环保、无法存储液体减摩润滑油、摩擦系数大、使用寿命短等缺陷，同时，由于结合层仅是通过铜等金属熔液热能而瞬间将其结合在钢套内壁上，这种以瞬间结合为基础形成结合力的技术手段是沿袭了传统的机械领域的制造方式，经过几十年来的生产实践可以确定，如果应用在粉末冶金领域是远远不够的，其结合层容易出现脱落的现象，且并不适合重载领域。在此之后，一些技术人员为了提高结合强度，还在钢套内壁电镀一层铜等材料，但如此实施则不仅电镀成本高，也污染着环境，浪费了大量的有色金属；除此之外，经过实验可知，技术人员也不适合采用大比例添加提高承载能力及抗冲击能力铁元素金属的方式，如此会降低结合力。很明显，若采用厚壁双金属滑动轴承的生产工艺，也无法满足现有以及未来的粉末冶金行业对于滑动轴承优良工作性能的需求。

⑶相关问题的暴露不仅不限于以上两种制造工艺，如果进一步采用组合烧结法生产粉末冶金双金属滑动轴承依然存在着明显的弊端，由于钢套与粉末冶金层是组合烧结，组合时粉末冶金层外径比钢套内径尺寸小，存在大的间隙，而烧结结合是利用粉末冶金层材料热膨胀原理，但烧结膨胀受到材料不同、成型生坯密度均匀、成型生坯脱模后膨胀不同、间隙大小不同、烧结时烧结变形不均匀、钢套内壁及粉末冶金层外壁洁净程度、烧结炉内气体、气压不同、烧结炉温度不均匀等因素的影响，导致烧结后的结合层极易出现间隙，或者烧结结合力强度不高，导致无法大规模应用，更无法应用在高强度场合。