[发明专利]一种钢铜复合自润滑导套及其制备方法

说明书

本发明提供一种钢铜复合自润滑导套及其制备方法，属于轴承的结构设计技术领域，其中，钢铜复合自润滑导套包括：环形钢套和粉末冶金层，粉末冶金层复合于环形钢套的环形内壁上，粉末冶金层的孔隙中填充有润滑剂；粉末冶金层采用铜合金粉、铁粉、锡粉和石墨粉为原料制成，其中，铁粉的配比为10～15wt％，锡粉的配比为5～10wt％，石墨粉的配比为2～8wt％，余量为铜合金粉；本发明的钢铜复合自润滑导套，粉末冶金层由铁、镍、锡、铜和石墨粉复合烧结而成，其中铜、镍、锡粉形成的铜镍锡合金会产生固溶强化或者调幅分解，使导套的强度、抗压能力和耐腐蚀性能得到提升，调幅分解之所以能强化合金是因为形成了均匀且致密的调幅组织。

技术领域

本发明涉及轴承的结构设计技术领域，具体涉及一种具有极低摩擦系数同时又可承受大载荷的钢铜复合自润滑导套及其制备方法。

背景技术

导套是一个与导柱配合使用，起到一个导向的作用的模具配件。一般配合间隙很小，在0.05mm以内；一般多用在模具或一些机械中，来保证运动的准确性。由于导柱与导套之间的相对运动，为减少摩擦，必须加强两者之间的润滑，但因为润滑油的不易添加，以及一些场合不适合添加，因此往往要求导套具备自润滑功能。

自润滑导套一般是以高强度的铸造铜合金(CuZn25Al5,CuZn24Al6Fe3Mn4，C86300,C95400,C95800)作为基础材料，根据使用工况按一定比例在其工作面加工出孔穴并填入固体润滑剂,高强度的铜合金提供了很高的承载能力而固体润滑剂则可以形成较低的摩擦副。

然而，在一些大载荷和高速冲压机械，例如高速冲裁机、大吨位注塑机、升降机、汽车模具机械等存在一些应用上的不足。首先，用于制造导套的铸造铜基材强度和韧性不足，难以在恶劣工作条件下服役；第二，尽管铸造铜合金的摩擦系数优于大多数金属材料，但致密的铜基材仍然具有较大的摩擦系数，即使在有限位置中加工的孔穴中填充石墨后依然保持较高的摩擦系数，不利于工件的滑动；第三，导柱的材料往往是钢材，其膨胀系数与铜合金有较大差异，容易造成配合过盈或过度；第四，运动工件高频率的往复运动会产生热量，而铜合金的热胀容易造成滑动不畅，甚至直接卡死。因此，实际工况中，为了避免这种情况发生，只得降低往复运动频率，且必须牺牲装配精度，将装配间隙放大，造成滑动精度较差，使得该机械生产的零件精度也无法保障。故而传统的自润滑导套成为了制约大型轮胎注塑机、引线框架冲裁机等高端装备的关键零件，也进而制约了我国汽车工业、电子工业等产业的技术水平。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的自润滑导套的技术不足，适应现实需要，提供一种具有极低摩擦系数同时又可承受大载荷的钢铜复合自润滑导套及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种钢铜复合自润滑导套，包括：环形钢套和粉末冶金层，所述粉末冶金层复合于所述环形钢套的环形内壁上，所述粉末冶金层的孔隙中填充有润滑剂；

所述粉末冶金层采用铜合金粉、铁粉、锡粉和石墨粉为原料制成，其中，铁粉的配比为10～15wt％，锡粉的配比为5～10wt％，石墨粉的配比为2～8wt％，余量为铜合金粉。

可选地，所述环形钢套为A3钢或45号材质。

可选地，所述粉末冶金层中的铜合金粉为含有锡、镍和锌元素的铜合金。

可选地，所述润滑剂为机油或聚四氟乙烯。

可选地，所述粉末冶金层的厚度为1～3mm。

本发明还提供一种钢铜复合自润滑导套的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，将环形钢套的环形端面加工平整；