專利名稱：一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊、制備方法及自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及桿端關(guān)節(jié)軸承技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊及其制備方法以及使用該含油銅基粉末冶金襯墊的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承。
背景技術(shù)：
目前使用的桿端關(guān)節(jié)軸承有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是將具有自潤滑性能的聚四氟乙烯燒結(jié)在鋼片上，然后將鋼片嵌入到關(guān)節(jié)軸承的內(nèi)外圈之間，之后再壓入到桿端關(guān)節(jié)軸承的外環(huán)中，由于這種桿端關(guān)節(jié)軸承由燒結(jié)有聚四氟乙烯的鋼片、關(guān)節(jié)軸承的內(nèi)圈和外圈、桿端關(guān)節(jié)軸承的外環(huán)四個部分組成，因此加工工藝復(fù)雜、成本較高、生產(chǎn)效率低。目前使用的桿端關(guān)節(jié)軸承的另一種結(jié)構(gòu)形式是將H62黃銅環(huán)形片直接擠壓到桿端關(guān)節(jié)軸承的外環(huán)與內(nèi)圈中，雖然這種桿端關(guān)節(jié)軸承由H62黃銅環(huán)形片、桿端關(guān)節(jié)軸承的外環(huán)與內(nèi)圈三個部分組成，加工工藝相對簡單，但由于黃銅的自潤滑性能不好，因此使桿端關(guān)節(jié)軸承的摩擦系數(shù)顯著升高，造成桿端關(guān)節(jié)軸承的磨損加劇，最終導(dǎo)致桿端關(guān)節(jié)軸承失效，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的事故。為了避免上述兩種桿端關(guān)節(jié)軸承的不足，滿足實際使用需求，有必要開發(fā)一種新型材料的桿端關(guān)節(jié)軸承，在滿足桿端關(guān)節(jié)軸承自潤滑性能的同時，使其結(jié)構(gòu)簡單、加工成本低，便于制造、安裝，且摩擦系數(shù)小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊。本發(fā)明的目的還在于提供一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的制備方法。本發(fā)明的目的還在于提供一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊，由以下質(zhì)量百分含量的原料經(jīng)混合、壓坯、燒結(jié)、精整、浸油處理制成81% 88%的銅粉、5% 8%的錫粉、5% 8%的鋅粉、1% 1. 8%的二硫化鉬粉體、0% 0. 96%的鉛粉和0% 0. 3%的鐵粉。進一步地，所述銅粉、錫粉、鋅粉、二硫化鉬粉體、鉛粉和鐵粉的平均粒徑為 75um 154um。所述含油銅基粉末冶金襯墊的表面硬度為120HB 180HB。一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的制備方法，包括以下步驟
(1)配料按以下質(zhì)量配比稱取原料銅粉81% 88%、錫粉5% 8%、鋅粉5% 8%、二硫化鉬粉體1% 1. 8%、鉛粉0% 0. 96%、鐵粉0% 0. 3%，所述銅粉、錫粉、鋅粉、二硫化鉬粉體、鉛粉和鐵粉的平均粒徑為75um IMum ；
(2)混合將步驟(1)配制好的原料放入雙錐混合器中以30r/min的轉(zhuǎn)速混合30 40 分鐘，制成混合料；
3(3)壓坯所述混合料在350MPa 450MPa壓力下壓制成桿端關(guān)節(jié)軸承用襯墊壓坯；
(4)燒結(jié)對步驟(3)制得的襯墊壓坯進行燒結(jié)處理，燒結(jié)溫度為400°C 780°C，燒結(jié)時間為200 240分鐘，制得燒結(jié)坯；
(5)精整將燒結(jié)坯放入精整模中精整，制得精整件；
(6)浸油在真空度0.SPa的真空中將精整件浸入潤滑油中進行浸油處理，浸油時間為 20 30分鐘，制得含油銅基粉末冶金襯墊，所述含油銅基粉末冶金襯墊中潤滑油的質(zhì)量百分含量為9% 18%。進一步地，所述潤滑油由質(zhì)量百分比濃度為95% 98%的46號機械油、質(zhì)量百分比濃度為1% 3%的抗磨劑和質(zhì)量百分比濃度為1% 21的防銹油組成。一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承，包括桿端外圈、桿端內(nèi)圈和設(shè)置在桿端外圈和桿端內(nèi)圈之間的襯墊，所述襯墊為含油銅基粉末冶金襯墊，由以下質(zhì)量百分含量的原料經(jīng)混合、壓坯、燒結(jié)、精整、浸油處理制成81% 88%的銅粉、5% 8%的錫粉、5% 8%的鋅粉、1% 1. 8%的二硫化鉬粉體、0% 0. 96%的鉛粉和0% 0. 3%的鐵粉。本發(fā)明提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承的裝配方法為將需要裝配的桿端外圈和桿端內(nèi)圈用丙酮擦洗干凈，然后和含油銅基粉末冶金襯墊一起放到專用的模具中裝配，其中含油銅基粉末冶金襯墊由分體設(shè)置的兩部分組成，每部分采用專用模具分別從自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承的兩側(cè)壓入，與自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承的桿端內(nèi)圈和桿端外圈相配合。本發(fā)明提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的機械性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的H62黃銅環(huán)形片襯墊。本發(fā)明提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承具有自潤滑性能良好、 摩擦系數(shù)小的優(yōu)點。本發(fā)明提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承的結(jié)構(gòu)簡單且加工成本低，便于制造、裝配，特別適合于工作過程中不方便添加潤滑劑的工程機械。
圖1為本發(fā)明實施例4-實施例6提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承的剖面圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明。實施例1
本實施例是自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的具體實施例。本實施例提供的含油銅基粉末冶金襯墊由以下質(zhì)量百分含量的原料經(jīng)混合、壓坯、燒結(jié)、精整、浸油處理制成81%的銅粉、8%的錫粉、8%的鋅粉、1. 8%的二硫化鉬粉體、0. 9%的鉛粉和0. 3%的鐵粉，銅粉、錫粉、鋅粉、二硫化鉬粉體、鉛粉和鐵粉的平均粒徑為75um，含油銅基粉末冶金襯墊的表面硬度為120HB。本實施例提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的制備方法，包括以下步驟
(1)配料按以下質(zhì)量配比稱取原料銅粉81%、錫粉8%、鋅粉8%、二硫化鉬粉體1.8%、 鉛粉0. 9%、鐵粉0. 3%，銅粉、錫粉、鋅粉、二硫化鉬粉體、鉛粉和鐵粉的平均粒徑為75um ；
(2)混合將步驟(1)配制好的原料放入雙錐混合器中以30r/min的轉(zhuǎn)速混合30分鐘， 制成混合料；(3)壓坯混合料在450MI^壓力下壓制成桿端關(guān)節(jié)軸承用襯墊壓坯；
(4)燒結(jié)對步驟(3)制得的襯墊壓坯進行燒結(jié)處理，燒結(jié)溫度為400°C 780°C，分為 4個溫區(qū)，第1溫區(qū)和第2溫區(qū)燒結(jié)溫度為400°C，第3溫區(qū)燒結(jié)溫度為650°C，第4溫區(qū)燒結(jié)溫度為750°C 780°C，燒結(jié)時間為200分鐘，制得燒結(jié)坯；
(5)精整將燒結(jié)坯放入精整模中精整，制得精整件；
(6)浸油在真空度0.SPa的真空中將精整件浸入潤滑油中進行浸油處理，浸油時間為 30分鐘，制得含油銅基粉末冶金襯墊，含油銅基粉末冶金襯墊中潤滑油的質(zhì)量百分含量為 18% ；潤滑油由質(zhì)量百分比濃度為95%的46號機械油、質(zhì)量百分比濃度為3%的抗磨劑和質(zhì)量百分比濃度為m的防銹油組成。實施例2
本實施例是自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的具體實施例。本實施例提供的含油銅基粉末冶金襯墊由以下質(zhì)量百分含量的原料經(jīng)混合、壓坯、燒結(jié)、精整、浸油處理制成86%的銅粉、7%的錫粉、6%的鋅粉、1%的二硫化鉬粉體，銅粉、錫粉、鋅粉、二硫化鉬粉體的平均粒徑為lMum，含油銅基粉末冶金襯墊的表面硬度為155HB。本實施例提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的制備方法，包括以下步驟
(1)配料按以下質(zhì)量配比稱取原料銅粉86%、錫粉7%、鋅粉6%、二硫化鉬粉體1%，銅粉、錫粉、鋅粉、二硫化鉬粉體的平均粒徑為IMum ；
(2)混合將步驟(1)配制好的原料放入雙錐混合器中以30r/min的轉(zhuǎn)速混合40分鐘， 制成混合料；
(3)壓坯混合料在350MI^壓力下壓制成桿端關(guān)節(jié)軸承用襯墊壓坯；
(4)燒結(jié)對步驟(3)制得的襯墊壓坯進行燒結(jié)處理，燒結(jié)溫度為400°C 780°C，分為 4個溫區(qū)，第1溫區(qū)和第2溫區(qū)燒結(jié)溫度為400°C，第3溫區(qū)燒結(jié)溫度為650°C，第4溫區(qū)燒結(jié)溫度為750°C 780°C，燒結(jié)時間為240分鐘，制得燒結(jié)坯；
(5)精整將燒結(jié)坯放入精整模中精整，制得精整件；
(6)浸油在真空度0.SPa的真空中將精整件浸入潤滑油中進行浸油處理，浸油時間為 20分鐘，制得含油銅基粉末冶金襯墊，含油銅基粉末冶金襯墊中潤滑油的質(zhì)量百分含量為 9% ；潤滑油由質(zhì)量百分比濃度為98%的46號機械油、質(zhì)量百分比濃度為1%的抗磨劑和質(zhì)量百分比濃度為1%的防銹油組成。實施例3
本實施例是自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的具體實施例。本實施例提供的含油銅基粉末冶金襯墊由以下質(zhì)量百分含量的原料經(jīng)混合、壓坯、燒結(jié)、精整、浸油處理制成87. 94%的銅粉、5%的錫粉、5%的鋅粉、1%的二硫化鉬粉體、0. 96%的鉛粉和0. 1%的鐵粉，銅粉、錫粉、鋅粉、二硫化鉬粉體、鉛粉和鐵粉的平均粒徑為105um，含油銅基粉末冶金襯墊的表面硬度為180HB。本實施例提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的制備方法，包括以下步驟
(1)配料按以下質(zhì)量配比稱取原料銅粉87. 94%、錫粉5%、鋅粉5%、二硫化鉬粉體1%、 鉛粉0. 96%、鐵粉0. 1%，銅粉、錫粉、鋅粉、二硫化鉬粉體、鉛粉和鐵粉的平均粒徑為105um ；(2)混合將步驟(1)配制好的原料放入雙錐混合器中以30r/min的轉(zhuǎn)速混合30分鐘， 制成混合料；
(3)壓坯混合料在450MI^壓力下壓制成桿端關(guān)節(jié)軸承用襯墊壓坯；
(4)燒結(jié)對步驟(3)制得的襯墊壓坯進行燒結(jié)處理，燒結(jié)溫度為400°C 780°C，分為 4個溫區(qū)，第1溫區(qū)和第2溫區(qū)燒結(jié)溫度為400°C，第3溫區(qū)燒結(jié)溫度為650°C，第4溫區(qū)燒結(jié)溫度為750°C 780°C，燒結(jié)時間為200分鐘，制得燒結(jié)坯；
(5)精整將燒結(jié)坯放入精整模中精整，制得精整件；
(6)浸油在真空度0.SPa的真空中將精整件浸入潤滑油中進行浸油處理，浸油時間為 30分鐘，制得含油銅基粉末冶金襯墊，含油銅基粉末冶金襯墊中潤滑油的質(zhì)量百分含量為 16% ；潤滑油由質(zhì)量百分比濃度為98%的46號機械油、質(zhì)量百分比濃度為1%的抗磨劑和質(zhì)量百分比濃度為1%的防銹油組成。實施例4
本實施例是自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承的具體實施例。如圖1所示，本實施例提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承包括桿端外圈1、桿端內(nèi)圈3和設(shè)置在桿端外圈1和桿端內(nèi)圈3之間的襯墊2， 襯墊2為含油銅基粉末冶金襯墊，由以下質(zhì)量百分含量的原料經(jīng)混合、壓坯、燒結(jié)、精整、浸油處理制成81%的銅粉、8%的錫粉、8%的鋅粉、1. 8%的二硫化鉬粉體、0. 9%的鉛粉和0. 3% 的鐵粉。實施例5
本實施例是自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承的另一具體實施例。如圖1所示，本實施例提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承包括桿端外圈1、桿端內(nèi)圈3和設(shè)置在桿端外圈1和桿端內(nèi)圈3之間的襯墊2，襯墊2為含油銅基粉末冶金襯墊，由以下質(zhì)量百分含量的原料經(jīng)混合、壓坯、燒結(jié)、精整、浸油處理制成86%的銅粉、7%的錫粉、6%的鋅粉、1%的二硫化鉬粉體。實施例6
本實施例是自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承的又一具體實施例。如圖1所示，本實施例提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承包括桿端外圈1、桿端內(nèi)圈3和設(shè)置在桿端外圈1和桿端內(nèi)圈3之間的襯墊2，襯墊2為含油銅基粉末冶金襯墊，由以下質(zhì)量百分含量的原料經(jīng)混合、壓坯、燒結(jié)、精整、浸油處理制成87. 94%的銅粉、5%的錫粉、5%的鋅粉、1%的二硫化鉬粉體、0. 96%的鉛粉和0. 1%的鐵粉。對實施例1-實施例3提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊進行了表面硬度測試，其表面硬度為120 180HB，含油率為9% 18%。而傳統(tǒng)的H62黃銅擠壓材料由于不含油，自潤滑性能不好，且其表面硬度僅有60 140HB。以上測試數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的機械性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的H62 黃銅環(huán)形片襯墊。本發(fā)明實施例4-實施例6提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承的極限工作溫度可達 150°C,自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承經(jīng)一次性涂潤滑油脂，連續(xù)工作50小時后溫升小于5°C，而傳統(tǒng)的使用H62黃銅環(huán)形片作為襯墊的桿端關(guān)節(jié)軸承在連續(xù)工作50小時后溫升高達10°C以上。自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承中不注入潤滑劑時，其摩擦系數(shù)為0. 05，注入潤滑劑時為0. 01。
權(quán)利要求
1.一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊，其特征在于，所述含油銅基粉末冶金襯墊由以下質(zhì)量百分含量的原料經(jīng)混合、壓坯、燒結(jié)、精整、浸油處理制成81% 88%的銅粉、5% 8%的錫粉、5% 8%的鋅粉、1% 1. 8%的二硫化鉬粉體、0% 0. 96%的鉛粉和0% 0. 3%的鐵粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊，其特征在于，所述銅粉、錫粉、鋅粉、二硫化鉬粉體、鉛粉和鐵粉的平均粒徑為75um 154um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊，其特征在于，所述含油銅基粉末冶金襯墊的表面硬度為120HB 180HB。
4.一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)配料按以下質(zhì)量配比稱取原料銅粉81% 88%、錫粉5% 8%、鋅粉5% 8%、二硫化鉬粉體1% 1. 8%、鉛粉0% 0. 96%、鐵粉0% 0. 3%，所述銅粉、錫粉、鋅粉、二硫化鉬粉體、鉛粉和鐵粉的平均粒徑為75um IMum ；(2)混合將步驟(1)配制好的原料放入雙錐混合器中以30r/min的轉(zhuǎn)速混合30 40 分鐘，制成混合料；(3)壓坯所述混合料在350MPa 450MPa壓力下壓制成桿端關(guān)節(jié)軸承用襯墊壓坯；(4)燒結(jié)對步驟(3)制得的襯墊壓坯進行燒結(jié)處理，燒結(jié)溫度為400°C 780°C，燒結(jié)時間為200 240分鐘，制得燒結(jié)坯；(5)精整將燒結(jié)坯放入精整模中精整，制得精整件；(6)浸油在真空度0.SPa的真空中將精整件浸入潤滑油中進行浸油處理，浸油時間為 20 30分鐘，制得含油銅基粉末冶金襯墊，所述含油銅基粉末冶金襯墊中潤滑油的質(zhì)量百分含量為9% 18%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊的制備方法， 其特征在于，所述潤滑油由質(zhì)量百分比濃度為95% 98%的46號機械油、質(zhì)量百分比濃度為1% 3%的抗磨劑和質(zhì)量百分比濃度為1% 21的防銹油組成。
6.一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承，包括桿端外圈、桿端內(nèi)圈和設(shè)置在桿端外圈和桿端內(nèi)圈之間的襯墊，其特征在于，所述襯墊為含油銅基粉末冶金襯墊，由以下質(zhì)量百分含量的原料經(jīng)混合、壓坯、燒結(jié)、精整、浸油處理制成81% 88%的銅粉、5% 8%的錫粉、5% 8%的鋅粉、1% 1. 8%的二硫化鉬粉體、0% 0. 96%的鉛粉和0% 0. 3%的鐵粉。
全文摘要
本發(fā)明屬于桿端關(guān)節(jié)軸承技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊及其制備方法，同時還公開了一種使用該含油銅基粉末冶金襯墊的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承。該自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承用含油銅基粉末冶金襯墊由以下質(zhì)量百分含量的原料經(jīng)混合、壓坯、燒結(jié)、精整、浸油處理制成81%～88%的銅粉、5%～8%的錫粉、5%～8%的鋅粉、1%～1.8%的二硫化鉬粉體、0%～0.96%的鉛粉和0%～0.3%的鐵粉。本發(fā)明提供的自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承具有自潤滑性能良好、摩擦系數(shù)小的優(yōu)點，且結(jié)構(gòu)簡單、加工成本低，便于制造、裝配，特別適合于工作過程中不方便添加潤滑劑的工程機械。
文檔編號F16C23/04GK102506074SQ20111031862
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者占松華, 張平, 張法富, 徐煜星, 趙銀龍 申請人:臺州科錦軸承有限公司