[发明专利]粉末冶金技术制取涡轮增压器止推轴承的方法

说明书

本发明涉及用金属粉末制造特殊形状的制品有关。

目前，世界上一些高性能的交通工具(如主战车、高速汽车、机动船等)几乎都采用了涡轮增压技术。现有国内外涡轮增压器所用的止推轴承，一般都采用ZQSn10减摩合金棒材经机械加工而成，此法生产的涡轮增压器止推轴承自润滑性差，在启动和刹车的一瞬间，往往由于供油滞后而出现烧结现象，转子和止推板卡住或者粘着，导致整台增压器寿命终止；同时该方法生产的止推轴承虽然加工工艺成熟，制品能满足中低转速下使用，但工艺流程长，需要十八道工序，材质利用率低，仅37％左右，成本高，生产效率低。

U.S 3453101公开了一种烧结镍青铜制品的方法，其目的是在烧结过程中如何解决制品的尺寸敏感性问题。与本发明要解决涡轮增压器止推轴承的自润滑性能和改善材质摩擦磨损特性的目的没有相关性，而且两者的制作方法不同，材料的组份也不相同。

本发明的目的是提供一种制取涡轮增加压器止推轴承的方法，并赋以产品优异的摩擦磨损特性，使其既能适应中低档转速状态下使用，又能满足高速旋转工况下运行，克服烧结卡死现象，提高使用寿命；同时，缩短生产工艺流程，降低材料消耗，提高生产效率。

本发明的技术方案：首创采用粉末冶金技术来制造涡轮增压器用的止推轴承的方法，其特征在于：首先将(重量百分比)85％的铜、6％的锡、6％的锌、3的％铅，经熔炼混合均匀后，喷雾制成小于0.15mm的铜基预合金粉；然后将(重量百分比)92～96％的铜基预合金粉，包括石墨粉1～3％和二硫化钼粉0.5～2％的固体润滑剂，包括镍、钴、钨、钼粉的任何一种、二种或三种之和为0.8～4％的合金基体强化元素混合8～12小时后，均匀装模；控制压力为3-7t/cm²压制成型，接着将压坯在790～850℃的温度下，通氢气进行烧结，并保温1～3小时；再将烧结的压坯送入真空浸油1～2小时；浸油后的坯件装入模具，控制压力为3.5～8t/cm²进行精整得到合格的增压器止推轴承。

制取增压器止推轴承的方法，其特征还在于：合金基体强化元素的加入方式，可以用金属粉末机械混入法，也可以用金属盐的形成加入，然后进行还原成合金化固熔体粉末。

采用粉末冶金技术制造的涡轮增压器止推轴与现有机械加工成的涡轮增器止推轴承相比，本发明生产的止推轴承，在高速运转的工况下自润滑性能好，消除了烧结卡死现象，使用寿命延长；本发明优点还在于生产工艺流程短，只需六道工序，生产效率高，可提高10～12倍，成材率高，可达95％以上；每生产10万件止推轴承可节省ZQSn10合金棒材2.2吨，因而生产成本低。

结合附图作进一步的说明：

图1为本发明的生产工艺流程图。

制取涡轮增压器止推轴承的方法如图1所示。按配比选取铜基合金粉、固体润滑剂和基体强化元素等三种组分，在V型混料器或其它混料设备中混合8～12小时，使各种粉末充分混合均匀，然后称取定量的混合料装模，起动压力机，控制压力为3～7t/cm²压制成型，依据生产的需要，可调整压力，控制坯件的孔隙度；坯件送进烧结炉进行烧结，在790～850℃的温度下通氢气进行烧结，并保温1～3小时；通过烧结的产品转入真空浸油4～6小时，使产品的含油率适中，确保在不同工作状态下，产品有良好的润滑性能；浸油后的产品装入模具，控制压力为3.5～8t/cm²进行精整，由此制得合格的止推轴承产品。该止推轴承产品，经装机台架试验，以及数万件装机使用，其综合性能符合设计要求，满足了涡轮增压器的高速运行。

实施例：

实施例1，按成份配比，将0.15mm的FQSn6-6-3合金粉末94％，石墨2％，二硫化钼1％，镍粉3％，经12小时混合，以3t/cm²的压力成型，在810℃烧结1小时，氢气保护，然后再用3.5t/cm²的压力进行精整，即可得所需要尺寸和形状的产品。

实施例2，为制取增压器用粉末冶金浮环轴承，在0.15mm的合金粉FQSn6-6-3中，添加2.5％的镍粉，同时，添加石墨(0.075mm)作固体润滑剂，基量为2.0％，使材料具有固体自润滑性能。将上述混合物冷压一烧结工艺制取烧结制品，同在高于成型压力的条件下进行精整(7tm/cm²)保证产品的良好性能。用该材料制成的产品已作增压器的浮环轴套，用于J125系列产品。