一種制作軸承鋼銅雙金屬復(fù)合材料生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雙金屬復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種制作軸承鋼銅雙金屬復(fù)合材料生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋼銅雙金屬復(fù)合材料是一種理想的減磨材料，既具有銅的耐磨性又具有鋼的高強(qiáng)度性，是生產(chǎn)雙金屬軸承的理想材料。用粉末冶金方法制造的鋼銅雙金屬復(fù)合材料是以優(yōu)質(zhì)低碳鋼為基體，表面燒結(jié)錫青銅粉，經(jīng)過多次燒結(jié)軋制而成。現(xiàn)有的雙金屬軸承所用的復(fù)合材料主要采用松散燒結(jié)成型，銅粉松裝密度不一，導(dǎo)致復(fù)合材料質(zhì)量不穩(wěn)定，銅粉松裝密度過低，會造成銅合金燒結(jié)收縮大，合金層強(qiáng)度低、硬度低，無軋制量或很小，表面粗糙度達(dá)不到要求。松裝密度過高，會導(dǎo)致銅粉孔隙度下降，透氣量下降，二次燒結(jié)時的浸潤角減小，易產(chǎn)生“冒汗”現(xiàn)象，對合金的燒結(jié)擴(kuò)散不利。此類材料生產(chǎn)的雙金屬軸承由于高負(fù)荷，特殊運(yùn)動形態(tài)，供油不足，壁厚不一等原因發(fā)生磨損嚴(yán)重，銅粉層脫落，甚至咬軸現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種制作軸承鋼銅雙金屬復(fù)合材料生產(chǎn)工藝，解決提高鋼銅雙金屬復(fù)合材料的銅合金強(qiáng)度，硬度，表面粗糙度，提高鋼銅雙金屬復(fù)合材料的結(jié)合強(qiáng)度，減少銅粉層脫落。以及提高鋼銅雙金屬復(fù)合材料壁厚均一穩(wěn)定性的問題。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種制作軸承鋼銅雙金屬復(fù)合材料生產(chǎn)工藝，包括下料、表面處理、燒結(jié)前經(jīng)過精軋、保護(hù)燒結(jié)、精軋、二次保護(hù)燒結(jié)、油穴、精車U校平步驟完成，具體如下實施步驟；
1)下料:按照產(chǎn)品要求將鋼板剪切成規(guī)定長度和寬度，
2)表面處理:針對冷板和中板制定了不同的的表面處理方法，冷板進(jìn)行去油污處理，中板進(jìn)行酸洗、鈍化處理，去除表面的鐵銹；
3)燒結(jié)前經(jīng)過精軋，將鋼板厚度軋到規(guī)定要求，厚度公差控制在±0.01mm，高于同行業(yè)的±0.02mm水平；
4)保護(hù)燒結(jié):燒結(jié)前用專用刮具或篩網(wǎng)將銅粉均勻的鋪設(shè)在鋼板表面，選用QSn6Zn6Pb3錫青銅粉，控制銅粉粒度的配比，保證了穩(wěn)定的松裝密度4.lg/cm3,銅粉鋪好之后，放入到高溫網(wǎng)帶式燒結(jié)爐中燒結(jié)，使金屬顆粒之間、顆粒與基體之間局部燒結(jié)，形成多孔骨架，燒結(jié)溫度為890-910°C，推舟速度700-750r/min，燒結(jié)時間為45?60 min，在燒結(jié)爐中采用氮-氫作為保護(hù)氣體，氣體流量9-12m3/h，板材通過燒結(jié)區(qū)后還將通過一定長度的冷卻套進(jìn)行降溫，至100°C以下出爐；
5)精軋:軋制量的大小取決于燒結(jié)，每次軋下量不能高于0.05mm，軋制后表面宏觀外層無顆粒，銅合金顆粒有塑性變形，產(chǎn)生硬化粉末顆粒不規(guī)則的凹凸不平消除銅粉層密度接近銅板密度，可達(dá)8.5g/cm3以上；
6)二次保護(hù)燒結(jié):第二次燒結(jié)時將推舟速度調(diào)整到800r/min，消除第一次軋制遺留的裂紋；
7)油穴:二次燒結(jié)后在銅粉層上加工圓形油穴；
8)精乳:乳制量較上次乳制量減少，總?cè)橹屏坎桓哂?.05mm ；
9)校平:將壁厚符合要求的板材校平，轉(zhuǎn)入下道工序，進(jìn)行雙金屬軸承的制造。
[0005]本發(fā)明的有益效果:通過穩(wěn)定銅粉松裝密度，優(yōu)化鋼板前期處理，嚴(yán)格控制保護(hù)燒結(jié)和精軋，使得板材的厚度、結(jié)合強(qiáng)度、物理性能等較之前有較大改善。厚度公差由原來的±0.004mm提高到現(xiàn)在的±0.002mm，折彎試驗銅粉層脫落的幾率減少，精軋過程中很少出現(xiàn)雙金屬分層現(xiàn)象，優(yōu)化工藝后，雙金屬軸承物理性能隨著板材質(zhì)量的提高而得到提升。
[0006]以下將結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的工藝步驟圖。
[0008]圖2為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0009]
【具體實施方式】
實施例1，如圖1、2所示，一種制作軸承鋼銅雙金屬復(fù)合材料生產(chǎn)工藝，包括下料、表面處理、燒結(jié)前經(jīng)過精軋、原生產(chǎn)工藝對部分冷板不起毛、保護(hù)燒結(jié)、精軋、二次保護(hù)燒結(jié)、油穴、精軋、校平步驟完成，具體如下實施步驟；
1)下料:按照產(chǎn)品要求將鋼板剪切成規(guī)定長度和寬度；
2)表面處理:針對冷板和中板制定了不同的的表面處理方法，冷板進(jìn)行去油污處理，中板進(jìn)行酸洗、鈍化處理，去除表面的鐵銹，以使銅粉和鋼板能夠牢固燒結(jié)在一起，提高了復(fù)合材料的結(jié)合強(qiáng)度；
3)燒結(jié)前經(jīng)過精軋，將鋼板厚度軋到規(guī)定要求，厚度公差控制在±0.01mm，高于同行業(yè)的±0.02mm水平；以減少鋼板厚度不均帶來復(fù)合材料厚度不穩(wěn)定。
[0010]4):原生產(chǎn)工藝對部分冷板不起毛，優(yōu)化后的工藝要求所有鋼板都起毛，起毛率大于90%，增加鋼板表面粗糙度，提高銅粉與鋼板結(jié)合強(qiáng)度。
[0011]5)保護(hù)燒結(jié):燒結(jié)前用專用刮具或篩網(wǎng)將銅粉均勻的鋪設(shè)在鋼板表面，選用QSn6Zn6Pb3錫青銅粉，控制銅粉粒度的配比，保證了穩(wěn)定的松裝密度4.lg/cm3，提高了鋼銅雙金屬復(fù)合材料的銅合金強(qiáng)度，硬度，表面粗糙度，使其物理性能滿足雙金屬軸承的高要求。銅粉鋪好之后，放入到高溫網(wǎng)帶式燒結(jié)爐中燒結(jié)，使金屬顆粒之間、顆粒與基體之間局部燒結(jié)，形成多孔骨架，燒結(jié)溫度為890-910°C，推舟速度700-750r/min，燒結(jié)時間為45?60 min。在燒結(jié)爐中采用氮-氫作為保護(hù)氣體，氣體流量9_12m3/h，板材通過燒結(jié)區(qū)后還將通過一定長度的冷卻套進(jìn)行降溫，至100°C以下出爐；氫氣可以防止銅粉層和鍍銅層氧化，還起著還原氧化銅的作用。因為高溫出爐會使用銅粉在空氣中迅速發(fā)生氧化，嚴(yán)重影響板材的質(zhì)量，所以。該條件下燒結(jié)出的板材結(jié)合強(qiáng)度高，銅粉層不脫落，層間結(jié)合強(qiáng)度彎曲試驗合格。
[0012]6)精乳:乳制量的大小取決于燒結(jié),每次乳下量不能高于0.05mm,乳制量過小，粉末顆粒主要表現(xiàn)為位移，Sn、Pb的變形微小，鋼板變形延伸較小，起傳遞壓力作用；乳制量過大，合金層硬化程度增大，有鼓泡、分層現(xiàn)象，鋼板延伸變形，由于合金層延伸大于鋼板，流速不一致，超過過渡層結(jié)合強(qiáng)度時產(chǎn)生分離、脫殼，鋼板塑性降低，Cu、Pb層開始出現(xiàn)塊狀分布，Pb有分割銅基體的作用，對二次燒結(jié)不利，易使Pb、Sn軟金屬滲出，產(chǎn)生“冒汗”，合金層成分嚴(yán)重偏析。對松裝高度和軋制量有嚴(yán)格要求，每次軋下量不能高于0.05mm,軋制量通過多次軋制來保證。軋制后表面宏觀外層無顆粒，銅合金顆粒有塑性變形，產(chǎn)生硬化粉末顆粒不規(guī)則的凹凸不平消除。通過軋制壓實，因位移和變形，粉粒相互楔住，形成機(jī)械嚙合，隨著壓力增大，嚙合越緊密，表面有微細(xì)裂紋，強(qiáng)度、硬度增高，可直接承受壓力，形成了理想的致密金屬骨架，銅粉層密度接近銅板密度，可達(dá)8.5g/cm3以上。
[0013]7) 二次保護(hù)燒結(jié):第二次燒結(jié)時將推舟速度調(diào)整到800r/min，消除第一次軋制遺留的裂紋其余同第一次燒結(jié)，第二次燒結(jié)屬固相燒結(jié)，根據(jù)擴(kuò)散原理，溫度越高擴(kuò)散速度越快，閉孔收縮越多，使合金再結(jié)晶。
[0014]8)油穴:二次燒結(jié)后在銅粉層上加工圓形油穴，作為儲油孔使用，滿足潤滑條件。
[0015]9)精軋:軋制量較上次軋制量減少，總軋制量不高于0.05mm,主要目的將壁厚軋到規(guī)定要求，壁厚公差可以控制在正負(fù)0.02mm以內(nèi)，提高了壁厚均一穩(wěn)定性。
[0016]10)校平:將壁厚符合要求的板材校平，轉(zhuǎn)入下道工序，進(jìn)行雙金屬軸承的制造。
[0017]以上的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0018]本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1.一種制作軸承鋼銅雙金屬復(fù)合材料生產(chǎn)工藝，包括下料、表面處理、燒結(jié)前經(jīng)過精車U保護(hù)燒結(jié)、精軋、二次保護(hù)燒結(jié)、油穴、精軋、校平步驟完成，具體如下實施步驟； 1)下料:按照產(chǎn)品要求將鋼板剪切成規(guī)定長度和寬度； 2)表面處理:針對冷板和中板制定了不同的的表面處理方法，冷板進(jìn)行去油污處理，中板進(jìn)行酸洗、鈍化處理，去除表面的鐵銹； 3)燒結(jié)前經(jīng)過精軋，將鋼板厚度軋到規(guī)定要求，厚度公差控制在±0.01mm，高于同行業(yè)的±0.02mm水平； 4)保護(hù)燒結(jié):燒結(jié)前用專用刮具或篩網(wǎng)將銅粉均勻的鋪設(shè)在鋼板表面，選用QSn6Zn6Pb3錫青銅粉，控制銅粉粒度的配比，保證了穩(wěn)定的松裝密度4.lg/cm3,銅粉鋪好之后，放入到高溫網(wǎng)帶式燒結(jié)爐中燒結(jié)，使金屬顆粒之間、顆粒與基體之間局部燒結(jié)，形成多孔骨架，燒結(jié)溫度為890-910°C，推舟速度700-750r/min，燒結(jié)時間為45?60 min，在燒結(jié)爐中采用氮-氫作為保護(hù)氣體，氣體流量9-12m3 /h，板材通過燒結(jié)區(qū)后還將通過一定長度的冷卻套進(jìn)行降溫，至100°C以下出爐； 5)精軋:軋制量的大小取決于燒結(jié)，每次軋下量不能高于0.05mm，軋制后表面宏觀外層無顆粒，銅合金顆粒有塑性變形，產(chǎn)生硬化粉末顆粒不規(guī)則的凹凸不平消除銅粉層密度接近銅板密度，可達(dá)8.5g/cm3以上； 6)二次保護(hù)燒結(jié):第二次燒結(jié)時將推舟速度調(diào)整到800r/min，消除第一次軋制遺留的裂紋； 7)油穴:二次燒結(jié)后在銅粉層上加工圓形油穴； 8)精乳:乳制量較上次乳制量減少，總?cè)橹屏坎桓哂?.05mm ； 9)校平:將壁厚符合要求的板材校平，轉(zhuǎn)入下道工序，進(jìn)行雙金屬軸承的制造。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制作軸承鋼銅雙金屬復(fù)合材料生產(chǎn)工藝，包括下料、表面處理、燒結(jié)前經(jīng)過精軋、保護(hù)燒結(jié)、精軋、二次保護(hù)燒結(jié)、油穴、精軋、校平步驟完成，本發(fā)明的有益效果：通過穩(wěn)定銅粉松裝密度，優(yōu)化鋼板前期處理，嚴(yán)格控制保護(hù)燒結(jié)和精軋，使得板材的厚度、結(jié)合強(qiáng)度、物理性能等較之前有較大改善。厚度公差由原來的±0.004mm提高到現(xiàn)在的±0.002mm，折彎試驗銅粉層脫落的幾率減少，精軋過程中很少出現(xiàn)雙金屬分層現(xiàn)象，優(yōu)化工藝后，雙金屬軸承物理性能隨著板材質(zhì)量的提高而得到提升。
【IPC分類】B21B1/38, B21C37/02, B22F3/10, B21B47/00
【公開號】CN105478518
【申請?zhí)枴緾N201410465095
【發(fā)明人】嚴(yán)海龍
【申請人】懷寧漢升車輛部件有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年9月15日