一種高強(qiáng)度軸承的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度軸承的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 軸承是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中的重要零部件之一，它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降 低其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦系數(shù)，并保證其回轉(zhuǎn)精度。軸承保持架是軸承的重要組成部件之一， 作用是：（1)引導(dǎo)并帶動(dòng)滾動(dòng)體在正確的滾道上滾動(dòng)；（2)將滾動(dòng)體等距離隔開(kāi)，并防止工作 時(shí)滾動(dòng)體間互相碰撞和摩擦。
[0003] 隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)械設(shè)備的功能不斷的完善和改進(jìn)，隨之帶來(lái)的，是 軸承所承受的負(fù)荷越來(lái)越高，滾動(dòng)體的慣性力也越來(lái)越大，因此，對(duì)軸承保持架的承壓能力 也就提出了更高的要求，需要其具有極強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和耐磨性能。而現(xiàn)有的軸承 保持架大多采用銅合金(例如黃銅）制成，雖然力學(xué)性能優(yōu)異，但是已經(jīng)很難符合設(shè)備不斷 增大的負(fù)荷要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度軸承的制造方法，其具有優(yōu) 異的力學(xué)性能，可以滿足機(jī)械設(shè)備對(duì)軸承的負(fù)荷要求。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種高強(qiáng)度軸承的制造方法，包括以下步驟： (一) 制備銅基合金材料 (1) 準(zhǔn)備原料:黃銅粉末、碳化硅顆粒、石墨粉末、碳纖維，四種原料的體積依次為總體 積的68~81 %、8~15 %、9~11 %和2~6 %; (2) 將黃銅粉末作為基體，并加入碳化硅顆粒、石墨粉末和碳纖維高速攪拌混合，得到 混合料； (3) 將混合料進(jìn)行冷壓成型； (4) 利用銅皮將冷壓成型得到的成型料進(jìn)行封裝； (5) 將封裝后的物料升溫到200~250度，使物料中的有機(jī)物全部揮發(fā)； (6) 將揮發(fā)有機(jī)物后的物料進(jìn)行抽真空，然后將物料繼續(xù)加熱至半固態(tài)狀態(tài)； (7) 保持溫度不變，待物料內(nèi)外溫度均勻后將其進(jìn)行觸變成形，然后冷卻至室溫，得到 銅基合金材料； (二) 將銅基合金材料融化，并填入至壓鑄機(jī)的型腔中，壓鑄成型出軸承保持架，然后結(jié) 合軸承制造工藝得到軸承。
[0006] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： (1)本發(fā)明以強(qiáng)度和硬度高、塑性好的黃銅作為基體，并在其基礎(chǔ)上混入一定比例的碳 化硅顆粒、石墨粉末和碳纖維，由于這些材料均具有良好的銅嵌入性能，因此，在通過(guò)高速 攪拌混合、冷壓、封裝、加熱至半固態(tài)、觸變成形、冷卻的處理后，所得到的銅基合金材料可 以具有很高的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，然后將其作為軸承保持架的生產(chǎn)材料，并結(jié)合現(xiàn)有的 軸承制造工藝生產(chǎn)出高強(qiáng)度的軸承。
[0007] (2)本發(fā)明在制備銅基合金材料的過(guò)程中，采用銅皮進(jìn)行材料封裝，可以保證混合 料在不摻入其他雜質(zhì)的同時(shí)，通過(guò)加熱使混合料中的有機(jī)物揮發(fā)，從而保證了后續(xù)得到的 銅基合金材料，其組織結(jié)構(gòu)具有很好的致密性和均勻性。
[0008] (3)本發(fā)明在制備銅基合金材料的過(guò)程中，將混合料加熱至半固態(tài)，然后進(jìn)行觸變 成形，其目的和好處在于：1、可以實(shí)現(xiàn)對(duì)混合料的枝晶網(wǎng)絡(luò)骨架進(jìn)行打斷，使金相結(jié)構(gòu)成圓 形，達(dá)到增加強(qiáng)度的目的；2、利用半固態(tài)銅流動(dòng)性差、黏稠度大的特點(diǎn)使得碳化硅顆粒、碳 纖維、石墨粉末等比重差距很大的材料能夠均勻粘連在黃銅表面上，避免出現(xiàn)偏析和偏聚 現(xiàn)象;3、克服金屬液體出現(xiàn)縮松縮孔的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)加熱和觸變成形的處理，一方面，石墨粉 末和碳纖維可以均勻地分散在黃銅表面上，從而不僅可以降低銅基合金材料的摩擦系數(shù)， 提升其減磨的性能，而且可以彌補(bǔ)黃銅耐腐蝕性能的不足;另一方面，利用碳化硅顆粒的支 撐性和超高的耐磨特性，以及碳化硅顆粒和碳纖維的僑聯(lián)與抽拔效應(yīng)(碳/碳復(fù)合），大幅提 高了銅基合金材料的力學(xué)性能。
[0009] (4)本發(fā)明制得的軸承強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，可滿足機(jī)械設(shè)備對(duì)軸承的高負(fù)荷要求， 因此，其適于推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度軸承的制造方法，其采用了一種新型的銅基合金材料作 為軸承保持架的生產(chǎn)材料，該銅基合金材料主要由黃銅粉末、碳化硅顆粒、石墨粉末和碳纖 維構(gòu)成，各種物質(zhì)的體積比分別是:黃銅的體積為總體積的68~81 %，碳化硅顆粒的體積為 總體積的8~15%，石墨粉末的體積為總體積9~11%，碳纖維的體積為總體積的2~6%。
[0011] 本實(shí)施例以碳化硅顆粒的體積為總體積的8%、石墨粉末的體積為總體積9%、碳纖 維的體積為總體積的6%、余量為黃銅粉末為例，對(duì)銅基合金材料的制備過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)介紹， 具體如下： (1) 準(zhǔn)備原料:黃銅粉末、碳化硅顆粒、石墨粉末、碳纖維； (2) 將黃銅粉末作為基體，并加入碳化硅顆粒、石墨粉末和碳纖維高速攪拌混合，得到 混合料； (3) 將混合料進(jìn)行冷壓成型； (4) 利用銅皮將冷壓成型得到的成型料進(jìn)行封裝； (5) 將封裝后的物料升溫到200~250度，使物料中的有機(jī)物全部揮發(fā)； (6) 將揮發(fā)有機(jī)物后的物料進(jìn)行抽真空，然后將物料繼續(xù)加熱至半固態(tài)狀態(tài)； (7) 保持溫度不變，待物料內(nèi)外溫度均勻后將其進(jìn)行觸變成形，然后冷卻至室溫，得到 銅基合金材料。
[0012] 在得到上述銅基合金材料后，將其用作軸承保持架的生產(chǎn)材料，結(jié)合現(xiàn)有的軸承 保持架壓鑄工藝，一次成型出軸承保持架，最后再結(jié)合現(xiàn)有的軸承制造工藝，生產(chǎn)出力學(xué)性 能優(yōu)異、能夠滿足高負(fù)荷要求的軸承。
[0013] 表1為上述制得的銅基合金材料與銅合金在相同條件下，所進(jìn)行的力學(xué)對(duì)比試驗(yàn) 結(jié)果。
[0014] 表1 通過(guò)表1的對(duì)比可以看出，相比銅合金，本發(fā)明制得的銅基合金材料在抗拉強(qiáng)度、屈服 強(qiáng)度和硬度方面均有很大的提高，因此其力學(xué)性能更加優(yōu)異。相比銅合金來(lái)說(shuō)，利用本發(fā)明 制備的銅基合金材料來(lái)制造重負(fù)荷軸承更能滿足機(jī)械設(shè)備的高負(fù)荷要求。
[0015] 將碳化硅顆粒的體積設(shè)定為總體積的12%，石墨粉末的體積為總體積10%，碳纖維 的體積為總體積的4%，余量為黃銅粉末。按照一樣的工藝，所制得的銅基合金材料，在相同 條件下，與銅合金的力學(xué)對(duì)比試驗(yàn)如表2所示。 L0016J 表2
同樣，通過(guò)表2的對(duì)比結(jié)果可以看出，相比銅合金，本發(fā)明制得的銅基合金材料同樣在 抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和硬度方面均有很大的提高，在特定條件下，本發(fā)明制得的銅基合金材 料更適合用于制造超高負(fù)荷強(qiáng)度的軸承。
[0017]上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式之一，不應(yīng)當(dāng)用于限制本發(fā)明的保護(hù)范 圍，但凡在本發(fā)明的主體設(shè)計(jì)思想和精神上作出的毫無(wú)實(shí)質(zhì)意義的改動(dòng)或潤(rùn)色，其所解決 的技術(shù)問(wèn)題仍然與本發(fā)明一致的，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高強(qiáng)度軸承的制造方法，其特征在于，包括以下步驟： (一) 制備銅基合金材料 (1) 準(zhǔn)備原料:黃銅粉末、碳化硅顆粒、石墨粉末、碳纖維，四種原料的體積依次為總體 積的68~81 %、8~15 %、9~11 %和2~6 %; (2) 將黃銅粉末作為基體，并加入碳化硅顆粒、石墨粉末和碳纖維高速攪拌混合，得到 混合料； (3) 將混合料進(jìn)行冷壓成型； (4) 利用銅皮將冷壓成型得到的成型料進(jìn)行封裝； (5 )將封裝后的物料升溫到200~250度，使物料中的有機(jī)物全部揮發(fā)； (6) 將揮發(fā)有機(jī)物后的物料進(jìn)行抽真空，然后將物料繼續(xù)加熱至半固態(tài)狀態(tài)； (7) 保持溫度不變，待物料內(nèi)外溫度均勻后將其進(jìn)行觸變成形，然后冷卻至室溫，得到 銅基合金材料； (二) 將銅基合金材料融化，并填入至壓鑄機(jī)的型腔中，壓鑄成型出軸承保持架，然后結(jié) 合軸承制造工藝得到軸承。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度軸承的制造方法，包括以下步驟：（一）制備銅基合金材料；（二）將銅基合金材料融化，并填入至壓鑄機(jī)的型腔中，壓鑄成型出軸承保持架，然后結(jié)合軸承制造工藝得到軸承。本發(fā)明很好地提高了銅合金的力學(xué)性能，使得制造出來(lái)的軸承具備了優(yōu)異的力學(xué)性能，從而更好地滿足機(jī)械設(shè)備對(duì)軸承的高負(fù)荷要求。
【IPC分類】C22C47/14, C22C49/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105483572
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510850977
【發(fā)明人】劉幸
【申請(qǐng)人】成都眾恒智合信息技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日