高強耐磨鐵基粉末冶金軸承材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強耐磨鐵基粉末冶金軸承材料及其制備方法，其特征是：按重量百分比，材料的成份為：銅：16.0%～18.0%、碳：0.80%～0.90%、氟化鈰：0.01%～1.0%和余量的鐵，雜質(zhì)總量不大于2%；鐵基粉末冶金軸承材料制作工藝為混粉、壓制、燒結(jié)、熱處理和真空浸油。本發(fā)明鐵基粉末冶金軸承材料具有高強耐磨特性：壓潰強度：720MPa～780MPa；洛氏硬度：90HRB～110HRB；含油率：13%～16%；油潤滑摩擦系數(shù)0.08～0.09；本發(fā)明材料用于工程機械，比如挖掘機、推土機的油缸用軸承。
【專利說明】高強耐磨鐵基粉末冶金軸承材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料粉末冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種高強耐磨鐵基粉末冶金軸承材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]滑動軸承是各種機械中常用的零件，要求滑動軸承材料具有足夠的抗壓強度和抗疲勞性能，良好的減摩耐磨性(摩擦系數(shù)要小)、儲備潤滑油的功能和良好的磨合性，鐵基粉末冶金材料是最常用的軸承材料，根據(jù)我國GB/T-2012《滑動軸承粉末冶金技術(shù)條件》，鐵基軸承材料是燒結(jié)態(tài)的，壓潰強度最高的是牌號為FZ12162，其數(shù)值是K > 380MPa，含油率≥12%，由于材料的強度性能不高，硬度低，導(dǎo)致軸承出現(xiàn)磨損，壽命較短，不能滿足軸承在低速、載荷較大且有一定沖擊載荷工況條件下工作，比如工程機械如挖掘機、推土機的油缸用軸承。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種高強耐磨鐵基粉末冶金軸承材料及其制備方法，目的是通過添加稀土元素和采用燒結(jié)后熱處理，提高材料的強度、硬度和減摩耐磨性能，從而滿足該材料制成的軸承能夠在低速、載荷較大且有一定沖擊載荷工況條件下工作。
[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]本發(fā)明高強耐磨鐵基粉末冶金軸承材料的特點是:按重量百分比，所述材料的成份為:銅:16.0%-18.0%、碳:0.80%-0.90%、氟化鈰:0.01%-1.0%和余量的鐵，雜質(zhì)總量
不大于2%。
[0006]本發(fā)明鐵基粉末冶金軸承材料的制備方法的特點是按以下步驟完成:
[0007](I)混料:將按所述比例配備的原材料粉末使用混料機混合，混料時間30-60分鐘，得到混合粉末；
[0008](2)壓制:在安裝有所需模具的壓機上成形:向模具中裝入步驟(I)所得的混合粉末，壓制為壓坯，壓制壓力為550MPa-650MPa ；
[0009](3)燒結(jié):將步驟(2)所得壓坯在保護(hù)氣氛中燒結(jié)得燒結(jié)材料，燒結(jié)溫度1100°C-1150°C，燒結(jié)時間為40-50分鐘；
[0010](4)熱處理:將步驟(3)所得燒結(jié)材料在保護(hù)氣氛下加熱，碳勢0.75-0.85、淬火溫度860°C-920°C、淬火介質(zhì)為機械油，然后在170°C-220°C回火2-3小時得熱處理后
女口
廣叩；
[0011](5)浸油:將步驟(4)所得熱處理后產(chǎn)品真空浸油，油溫為80°C-100°C，真空氣壓值不大于8KPa，浸油時間為30-60分鐘。
[0012]本發(fā)明鐵基粉末冶金軸承材料的特點在于:
[0013]所述材料的含油密度為6.70-6.85g/cm3。
[0014]所述材料按體積百分比的含油率為13%-16%。
[0015]所述材料的金相組織為回火馬氏體、游離銅和孔隙。[0016]所述材料的壓潰強度為720MPa-780MPa。
[0017]所述材料的洛氏硬度為90HRB-110HRB。
[0018]本發(fā)明高強耐磨鐵基粉末冶金軸承，是以高強耐磨粉末冶金軸承材料為材質(zhì)，制成包括挖掘機和推土機的工程機械的油缸用軸承。
[0019]與已有的技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0020]1、本發(fā)明軸承材料通過添加稀土元素化合物氟化鈰，由于其活化作用，促進(jìn)了燒結(jié)，且細(xì)化晶粒，從而提高材料的強度；同時氟化鈰還是一個優(yōu)良的潤滑劑，能夠改善材料的自潤滑性能，增加減摩效果。
[0021]2、本發(fā)明軸承材料，成分中含有16.0%-18.0%的銅，金相組織中游離的銅，可以起到減摩作用；另外，和鐵基材料相比，銅基材料具有良好的抗咬合性能，由于所述軸承材料存在著游離銅，因此可以改善軸套的抗咬合性能，增加軸承的使用壽命。
[0022]3、本發(fā)明軸承材料，采用燒結(jié)后熱處理，大大提高了材料的硬度、強度和耐磨性能:壓潰強度數(shù)值720MPa-780MPa，洛氏硬度90HRB-110HRB，含油率13%-16%，油潤滑摩擦系數(shù)0.080-0.090 (同等條件下FZ12162的摩擦系數(shù)為0.098-0.110);和鐵基粉末冶金軸承材料FZ12162相比，其壓潰強度和耐磨性能明顯增加。從而滿足該材料制成的軸承能夠在低速、載荷較大且有一定沖擊載荷工況條件下工作。
【具體實施方式】
[0023]實施例1:
[0024]一種挖掘機高壓油缸用軸承，是由本發(fā)明高強耐磨鐵基粉末冶金軸承材料及其制備方法制造而成。
[0025]本實施例中高強耐磨鐵基粉末冶金軸承材料的成份見表I。
[0026]表I軸承材料成份(按重量百分比):
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種高強耐磨鐵基粉末冶金軸承材料，其特征在于:按重量百分比，所述材料的成份為:銅:16.0%-18.0%、碳:0.80%-0.90%、氟化鈰:0.01%-1.0%和余量的鐵，雜質(zhì)總量不大于2%。
2.—種權(quán)利要求1所述的鐵基粉末冶金軸承材料的制備方法，其特征在于按以下步驟完成: (O混料:將按所述比例配備的原材料粉末使用混料機混合，混料時間30-60分鐘，得到混合粉末； (2)壓制:在安裝有所需模具的壓機上成形:向模具中裝入步驟(I)所得的混合粉末，壓制為壓坯，壓制壓力為550MPa-650MPa ； (3)燒結(jié):將步驟(2)所得壓坯在保護(hù)氣氛中燒結(jié)得燒結(jié)材料，燒結(jié)溫度11(KTC-1150°C，燒結(jié)時間為40-50分鐘； (4)熱處理:將步驟(3)所得燒結(jié)材料在保護(hù)氣氛下加熱，碳勢0.75-0.85、淬火溫度860°C-920°C、淬火介質(zhì)為機械油，然后在170°C-220°C回火2-3小時得熱處理后產(chǎn)品； (5)浸油:將步驟(4)所得熱處理后產(chǎn)品真空浸油，油溫為80°C-100°C，真空氣壓值不大于8KPa，浸油時間為30-60分鐘。
3.一種按權(quán)利要求1所述的鐵基粉末冶金軸承材料，其特征在于:所述的材料的含油密度為 6.70 -6.85 g/cm3。
4.一種按權(quán)利要求1所述的鐵基粉末冶金軸承材料，其特征在于:所述的材料按體積百分比的含油率為13%-16%。
5.—種按權(quán)利要求1所述的鐵基粉末冶金軸承材料，其特征在于:所述的材料的金相組織為回火馬氏體、游離銅和孔隙。
6.一種按權(quán)利要求1所述的鐵基粉末冶金軸承材料，其特征在于:所述的材料的壓潰強度為 720MPa -780MPa。
7.一種按權(quán)利要求1所述的鐵基粉末冶金軸承材料，其特征在于:所述的材料的洛氏硬度為90HRB-11OHRB。
8.一種高強耐磨鐵基粉末冶金軸承，其特征是以權(quán)利要求1所述的高強耐磨粉末冶金軸承材料為材質(zhì)，制成包括挖掘機和推土機的工程機械的油缸用軸承。
【文檔編號】B22F3/16GK103451538SQ201310415059
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】李其龍, 徐偉, 張東, 孫本松, 任剛強 申請人:合肥波林新材料有限公司