阅读说明：本技术 一种粉末冶金自润滑含油轴承及其制备方法 (Powder metallurgy self-lubricating oil-retaining bearing and preparation method thereof ) 是由 杨诗钰 兰江 黄钊炫 邱天旭 申小平 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明属于粉末冶金领域,具体涉及一种粉末冶金自润滑含油轴承及其制备方法。轴承包括环状轴体,在环状轴体的实体内部具有分布不均匀的18.0％～20.0％的可浸油孔隙。制备方法包括将Cu-Sn粉、Ni粉和MoS<Sub>2</Sub>粉均匀混合,外加0.6％硬脂酸锌粉,进行压制成形,其中各组分的重量份数为：Cu 80.1～87.3,Sn 8.9～9.7,Ni 6.0～9.0,MoS<Sub>2</Sub> 1.0～2.0；然后控温800～820℃,在N<Sub>2</Sub>:H<Sub>2</Sub>＝5：1气氛下烧结；进行真空浸油1天；最后进行精整处理。本申请粉末冶金自润滑含油轴承,硬度HV80以上,径向压溃强度170MPa以上,Ni和MoS<Sub>2</Sub>的加入分别提高了青铜基自润滑轴承的力学性能和摩擦学性能,因而提高了青铜基自润滑轴承的使用寿命,拓宽了青铜基自润滑轴承的应用领域。(The invention belongs to the field of powder metallurgy, and particularly relates to a powder metallurgy self-lubricating oil-retaining bearing and a preparation method thereof. The bearing comprises an annular shaft body, and 18.0% -20.0% of oil-submersible pores are distributed unevenly inside the solid body of the annular shaft body. System for makingThe preparation method comprises mixing Cu-Sn powder, Ni powder and MoS 2 The powder is uniformly mixed, 0.6 percent of zinc stearate powder is added, and the mixture is pressed and formed, wherein the weight parts of the components are as follows: 80.1 to 87.3 Cu, 8.9 to 9.7 Sn, 6.0 to 9.0Ni, MoS 2 1.0 to 2.0; then controlling the temperature to be 800-820 ℃ at N 2 :H 2 5: 1, sintering in atmosphere; vacuum oil immersion is carried out for 1 day; and finally, finishing treatment is carried out. The powder metallurgy self-lubricating oil-retaining bearing has the hardness of HV80 or more, the radial crushing strength of 170MPa or more, Ni and MoS 2 The addition of the copper alloy improves the mechanical property and the tribological property of the bronze-based self-lubricating bearing respectively, thereby prolonging the service life of the bronze-based self-lubricating bearing and widening the application field of the bronze-based self-lubricating bearing.)

一种粉末冶金自润滑含油轴承及其制备方法

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种粉末冶金自润滑含油轴承及其制备方法。

背景技术

目前，含油轴承的力学性能和摩擦学性能的提高是工业界重点关注之一，用于高强高速的工作环境。普通机械加工制造方法难以控制孔隙度，不利于有效减小摩擦系数和磨损量。

另外，青铜基含油轴承具有良好的导热性、抗咬合性、耐腐蚀性和较低摩擦因素，可用于高转速工作环境，但是相比铁基含油轴承，强度及抗负荷能力较低，不能用于高强度工作环境。

此外，目前对于含油轴承的摩擦性能研究较少，但是含油轴承的应用领域不断扩大，工作环境要求不断严格，所以含油轴承必须具有高强度、低摩擦系数、耐磨耐蚀的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉末冶金自润滑含油轴承及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种粉末冶金自润滑含油轴承，包括环状的轴承主体，所述轴承主体具有分布不均匀的18％～20％的可浸油孔隙。

进一步的，所述轴承主体的材质为以重量百分比为Cu 80.1～87.3％，Sn8.9～9.7％，Ni 6.0～9.0％，MoS₂ 1.0～2.0％。

一种制备上述的粉末冶金自润滑含油轴承的方法，包括如下步骤：

步骤(1)：均匀混合Cu粉、Sn粉、Ni粉、MoS₂粉和外加的0.6％硬脂酸锌粉，根据25％孔隙率计算轴承主体的理论密度，放入液压成型机中压制成形，通过调整轴承主体的高度改变成品的体积，达到理论密度；

步骤(2)：把步骤(1)的产物放入铜烧培炉中进行烧结，控制烧结条件使得粉末间冶金连接并发生收缩，整体收缩率为1.5％～2.0％，孔隙率降低2.5％～5.5％；

步骤(3)：将步骤(2)的产物在真空条件下，进行浸油工序，使得最终轴承主体的含油率为18.0％～20.0％。

步骤(4)：对步骤(3)的产物进行精整工序，制备出粉末冶金自润滑含油轴承。

进一步的，所述步骤(2)中的烧结条件如下：烧结气氛为N₂:H₂＝5：1气氛，烧结温度为800～820℃，烧结时间为50～60分钟。

进一步的，所述浸油工序的浸油时间大于24小时。

进一步的，所述浸油工序为真空浸油，真空浸油所使用的油为抗磨液压油。

进一步的，所述步骤(4)制备的轴承的密度为6.7～6.9g/cm³，硬度为80HV以上，径向压溃强度为170MPa以上，轴承在含油自润滑条件下的摩擦系数为0.053～0.078。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)本发明将粉末冶金自润滑含油轴承产品的浸油孔隙率控制在18％～20％，能保证力学性能良好，并有足够的含油量维持良好的摩擦学性能；

(2)本发明的粉末冶金自润滑含油轴承产品使用Cu-10Sn粉作为基底，Ni作为基体添加相，在800～820℃烧结温度下，Ni组分重量达到6.0时，硬度可提升65HV，压溃强度可提升79MPa，并且摩擦系数变化不大，但是组分重量超过9.0时，硬度和压溃强度提升幅度大大减小；

(3)本发明的粉末冶金自润滑含油轴承产品使用Cu-10Sn粉作为基底，MoS₂作为固体润滑剂，在820℃烧结温度下，MoS₂组分重量达到1.0时，摩擦系数下降至少0.006，极限PV值至少提高0.61，MoS₂组分重量越大，摩擦性能越好，当MoS₂组分重量超过2.0时，力学性能开始急剧降低。6.0～9.0Ni和1.0～2.0MoS₂的加入，有效弥补了青铜基自润滑含油轴承抗载荷能力不足的问题，提高了摩擦学性能，增加了含油轴承的使用寿命，拓宽了青铜基自润滑含油轴承的使用领域。

附图说明

图1为本发明的自润滑含油轴承的俯视图。

图2为本发明的自润滑含油轴承的剖视图。

附图标记说明：

1-倒角Ⅰ，2-轴承主体，3-倒角Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

如图1和图2所示，为本发明的粉末冶金自润滑含油轴承。在轴承主体2的内外圈设有直接边为0.5mm的45°倒角1和3，轴承主体2中含有孔隙，浸油后可在摩擦过程中释放和回收润滑油，实现自润滑。

该粉末冶金自润滑含油轴承由以下重量份数的组分制作而成：Cu 80.1～87.3，Sn8.9～9.7，Ni 6.0～9.0，MoS₂ 1.0～2.0。一种制备上述的粉末冶金自润滑含油轴承的方法，包括以下步骤：

(1)均匀混合Cu粉、Sn粉、Ni粉、MoS₂粉和外加的0.6％硬脂酸锌粉，根据25％孔隙率计算轴承主体的理论密度，放入液压成型机中压制成形，通过调整轴承主体的高度改变成品的体积，达到理论密度；

(2)把步骤(1)的产物放入铜烧培炉中进行烧结，控制烧结条件使得粉末间冶金连接并发生收缩，整体收缩率为1.5％～2.0％，孔隙率降低2.5％～5.5％；

(3)将步骤(2)的产物在真空条件下，进行浸油工序，使得最终轴承主体的含油率为18.0％～20.0％。

(4)对步骤(3)的产物进行精整工序，制备出粉末冶金自润滑含油轴承。

进一步的，所述步骤(2)中的烧结条件如下：烧结气氛为N₂:H₂＝5：1气氛，烧结温度为800～820℃，烧结时间为50～60分钟。

进一步的，所述浸油工序的浸油时间大于24小时。

进一步的，所述浸油工序为真空浸油，真空浸油所使用的油为抗磨液压油。

进一步的，所述步骤(4)制备的轴承的密度为6.7～6.9g/cm³，硬度为80HV以上，径向压溃强度为170MPa以上，轴承在含油自润滑条件下的摩擦系数为0.053～0.078。

实施例1

将Cu-Sn粉、Ni粉和MoS₂粉均匀混合，外加0.6％硬脂酸锌粉，进行压制成形，其中各组分的重量份数为：Cu 83.7，Sn 9.3，Ni 6.0，MoS₂ 1.0；然后控温820℃，在N₂:H₂＝5：1气氛下烧结；进行真空浸油1天；最后进行精整处理，即制备出粉末冶金自润滑含油轴承。

经检测，所制备出的粉末冶金自润滑含油轴承，密度：6.8g/m³；径向压溃强度：277.40MPa；硬度：92.33HV；在含油自润滑条件下摩擦系数：0.071。

实施例2

将Cu-Sn粉、Ni粉和MoS₂粉均匀混合，外加0.6％硬脂酸锌粉，进行压制成形，其中各组分的重量份数为：Cu 83.25，Sn 9.25，Ni 6.0，MoS₂ 1.5；然后控温820℃，在N₂:H₂＝5：1气氛下烧结；进行真空浸油1天；最后进行精整处理，即制备出粉末冶金自润滑含油轴承。

经检测，所制备出的粉末冶金自润滑含油轴承，密度：6.8g/m³；径向压溃强度：221.76MPa；硬度：88.44HV；在含油自润滑条件下摩擦系数：0.061。

实施例3

将Cu-Sn粉、Ni粉和MoS₂粉均匀混合，外加0.6％硬脂酸锌粉，进行压制成形，其中各组分的重量份数为：Cu 82.8，Sn 9.2，Ni 6.0，MoS₂ 2.0；然后控温820℃，在N₂:H₂＝5：1气氛下烧结；进行真空浸油1天；最后进行精整处理，即制备出粉末冶金自润滑含油轴承。

经检测，所制备出的粉末冶金自润滑含油轴承，密度：6.7g/m³；径向压溃强度：170.34MPa；硬度：82.22HV；在含油自润滑条件下摩擦系数：0.054。