CN100540926C - 一种由粉末冶金材料制作的轴承中隔圈 - Google Patents

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Abstract

一种由粉末冶金材料制作的轴承中隔圈，其粉末冶金材料按重量百分比构成是：Cu 1～2%；Cr 0.5～1.5%；Mo 0.5～1%；石墨 0.5～1.0%；余量为Fe；按构成称取原料粉末，放入2升球磨桶中加入机油脱水，硬脂酸锌作为添加剂，在辊式球磨机上进行球磨2h；在钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；在真空炉里烧结，烧结温度1100～1150℃，保温1h；将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度。其机械性能、物理化学性能，特别耐磨、耐腐蚀性能优良，在20～100℃范围内的尺寸稳定性比30#钢稳定；其耐磨性比30#钢经软氮化高13倍，台架试验比30#钢高4倍。

Description

一种由粉末冶金材料制作的轴承中隔圈
技术领域
本发明属于材料技术领域，特别涉及到一种由粉末冶金材料制作的轴承中隔圈。
背景技术
带活动中隔圈的三类双列对称球面滚子轴承，是一种新结构轴承，近年内，我国已大量采用这种结构，这种轴承的结构特点是除承受径向负荷以外，同时可以承受非正常运转时的轴向负荷，大大简化了加工工艺，降低了成本，轴承寿命也有所提高，目前在试制和生产三类轴承时主要困难在于中隔圈的制造尺寸精度难达到，耐磨性低，中隔圈属于薄壁件，在冷热加工情况下会带来变形问题，在装配车间废品率高达15％，报废主要原因时尺寸精度达不到。材料利用率为20～23％，生产工序为20～22道，特别是软氮化处理采用尿素做氮化剂，在此温度下分解出的氰化物对人体和周围环境有害，且氮化层极薄，小于5μm，耐磨性低。
发明内容
为解决上述问题，本发明设计了一种由粉末冶金材料制作的轴承中隔圈，其机械性能、物理化学性能，特别耐磨、耐腐蚀性能优良，在20～100℃范围内的尺寸稳定性比30#钢稳定；其耐磨性比30#钢经软氮化高13倍，台架试验比30#钢高4倍。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
所述的由粉末冶金材料制作的轴承中隔圈，其粉末冶金材料按重量百分比构成如下：
Cu 1～2％；Cr 0.5～1.5％；Mo 0.5～1％；石墨0.5～1.0％；余量为Fe；
所述的由粉末冶金材料制作的轴承中隔圈在其上述构成下经过混合→成形→烧结→精整加工而成轴承中隔圈，各工序分述如下：
I、混合
按配比称取原料粉末，放入2升球磨桶中加入机油脱水，硬脂酸锌作为添加剂，在辊式球磨机上进行球磨2h；
II、成形
钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；
III、烧结
在真空炉里烧结，烧结温度1100～1150℃，保温1h；
IV、精整
将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
1、所使用材料内部存在大量孔隙，可储存润滑油，在轴承运转情况下，由于温升释放出孔隙中的润滑油实现润滑。停止运转时，润滑油吸回孔隙，并在中隔圈表面形成一层油膜，在油润滑条件下加上孔隙中油的自润滑双重作用下改善材料耐磨性。
2、选择5T/cm2的压制压力，压坯密度近似烧结密度，在低于合金成分组元熔点下烧结，依靠合金元素原子扩散、迁移、固溶达到烧结致密化。
3、粉末冶金轴承中隔圈原材料来源容易，制造工艺简便，便于大批量生产。
4、粉末冶金轴承中隔圈机械性能、物理化学性能，特别耐磨、耐腐蚀性能优良。
5、粉末冶金轴承中隔圈适宜在渗碳气氛中烧结，其结构与断面与SKF公司样品一样，是αFe、FeC3，属脆性沿晶断裂。
6、粉末冶金轴承中隔圈在20～100℃范围内的尺寸稳定性比30#钢稳定；其耐磨性比30#钢经软氮化高13倍，台架试验比30#钢高4倍。
7、粉末冶金轴承中隔圈经现场试验，使用寿命满足主机要求。
具体实施方式
实施例1：
轴承中隔圈所使用的粉末冶金材料按重量百分比构成为：1％Cu+0.5％Cr+0.5％Mo+1％石墨，余量为Fe。
按上述构成称取原料粉末，放入2升球磨桶中加入机油脱水，硬脂酸锌作为添加剂，在辊式球磨机上进行球磨2h；
钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；压制工序控制材料孔隙度18％～20％，使该材料具有独特的表面结构，在烧结过程中留下开孔，在毛细管作用下储存润滑油，在轴承运转过程中，由于温升，释放孔隙中的润滑油实现润滑，停止运转时，油吸回孔隙中，并在中隔圈表面形成一层油膜；
烧结：设备为真空炉，烧结温度1100～1150℃，保温1h；烧结密度基本等同于压制密度，保留材料在压制过程中具有的独特表面结构；
将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度。
实施例2：
轴承中隔圈所使用的粉末冶金材料按重量百分比构成为：2％Cu+1.5％Cr+1％Mo+0.5％石墨，余量为Fe；
按上述构成称取原料粉末，放入2升球磨桶中加入机油脱水，硬脂酸锌作为添加剂，在辊式球磨机上进行球磨2h；
钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；压制工序控制材料孔隙度18％～20％，使该材料具有独特的表面结构，在烧结过程中留下开孔，在毛细管作用下储存润滑油，在轴承运转过程中，由于温升，释放孔隙中的润滑油实现润滑，停止运转时，油吸回孔隙中，并在中隔圈表面形成一层油膜；
烧结：设备为真空炉，烧结温度1100～1150℃，保温1h；烧结密度基本等同于压制密度，保留材料在压制过程中具有的独特表面结构；
将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度。
实施例3：
轴承中隔圈所使用的粉末冶金材料按重量百分比构成为：1％Cu+0.5％Cr+0.5％Mo+0.5％石墨，余量为Fe；
按上述构成称取原料粉末，放入2升球磨桶中加入机油脱水，硬脂酸锌作为添加剂，在辊式球磨机上进行球磨2h；
钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；压制工序控制材料孔隙度18％～20％，使该材料具有独特的表面结构，在烧结过程中留下开孔，在毛细管作用下储存润滑油，在轴承运转过程中，由于温升，释放孔隙中的润滑油实现润滑，停止运转时，油吸回孔隙中，并在中隔圈表面形成一层油膜；
烧结：设备为真空炉，烧结温度1100～1150℃，保温1h；烧结密度基本等同于压制密度，保留材料在压制过程中具有的独特表面结构；
将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度。

Claims (1)

1、一种由粉末冶金材料制作的轴承中隔圈，所述粉末冶金材料按重量百分比构成如下：Cu 1～2％；Cr 0.5～1.5％；Mo 0.5～1％；石墨0.5～1.0％；余量为Fe，其特征在于：在上述构成下经过混合→成形→烧结→精整加工而成轴承中隔圈，各工序分述如下：
I、混合
按前述部分配比称取原料粉末，放入2升球磨桶中加入机油脱水，硬脂酸锌作为添加剂，在辊式球磨机上进行球磨2h；
II、成形
钢模压制成形，压制压力：5吨/cm2；压制工序控制材料孔隙度18％～20％，使所述粉末冶金材料具有独特的表面结构，在烧结过程中留下开孔，在毛细管作用下储存润滑油，在轴承运转过程中，由于温升，释放孔隙中的润滑油实现润滑，停止运转时，油吸回孔隙中，并在中隔圈表面形成一层油膜；
III、烧结
所述烧结设备为真空炉，在真空炉里烧结，烧结温度1100～1150℃，保温1h；烧结密度基本等同于压制密度，保留材料在压制过程中具有的独特表面结构；
IV、精整
将烧结坯再经过精整模精整，提高表面光洁度及尺寸精度。
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