一种高强度轴承的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高强度轴承的制造方法。
【背景技术】
[0002] 轴承是现代机械设备中的重要零部件之一，它的主要功能是支撑机械旋转体，降 低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。轴承保持架是轴承的重要组成部件之一， 作用是：（1)引导并带动滚动体在正确的滚道上滚动；（2)将滚动体等距离隔开，并防止工作 时滚动体间互相碰撞和摩擦。
[0003] 随着科技的不断发展和进步，机械设备的功能不断的完善和改进，随之带来的，是 轴承所承受的负荷越来越高，滚动体的惯性力也越来越大，因此，对轴承保持架的承压能力 也就提出了更高的要求，需要其具有极强的抗拉强度、抗弯强度和耐磨性能。而现有的轴承 保持架大多采用铜合金(例如黄铜）制成，虽然力学性能优异，但是已经很难符合设备不断 增大的负荷要求。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种高强度轴承的制造方法，其具有优 异的力学性能，可以满足机械设备对轴承的负荷要求。
[0005] 本发明采用的技术方案如下： 一种高强度轴承的制造方法，包括以下步骤： (一) 制备铜基合金材料 (1) 准备原料:黄铜粉末、碳化硅颗粒、石墨粉末、碳纤维，四种原料的体积依次为总体 积的68~81 %、8~15 %、9~11 %和2~6 %; (2) 将黄铜粉末作为基体，并加入碳化硅颗粒、石墨粉末和碳纤维高速搅拌混合，得到 混合料； (3) 将混合料进行冷压成型； (4) 利用铜皮将冷压成型得到的成型料进行封装； (5) 将封装后的物料升温到200~250度，使物料中的有机物全部挥发； (6) 将挥发有机物后的物料进行抽真空，然后将物料继续加热至半固态状态； (7) 保持温度不变，待物料内外温度均匀后将其进行触变成形，然后冷却至室温，得到 铜基合金材料； (二) 将铜基合金材料融化，并填入至压铸机的型腔中，压铸成型出轴承保持架，然后结 合轴承制造工艺得到轴承。
[0006] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： (1)本发明以强度和硬度高、塑性好的黄铜作为基体，并在其基础上混入一定比例的碳 化硅颗粒、石墨粉末和碳纤维，由于这些材料均具有良好的铜嵌入性能，因此，在通过高速 搅拌混合、冷压、封装、加热至半固态、触变成形、冷却的处理后，所得到的铜基合金材料可 以具有很高的抗拉强度和抗弯强度，然后将其作为轴承保持架的生产材料，并结合现有的 轴承制造工艺生产出高强度的轴承。
[0007] (2)本发明在制备铜基合金材料的过程中，采用铜皮进行材料封装，可以保证混合 料在不掺入其他杂质的同时，通过加热使混合料中的有机物挥发，从而保证了后续得到的 铜基合金材料，其组织结构具有很好的致密性和均匀性。
[0008] (3)本发明在制备铜基合金材料的过程中，将混合料加热至半固态，然后进行触变 成形，其目的和好处在于：1、可以实现对混合料的枝晶网络骨架进行打断，使金相结构成圆 形，达到增加强度的目的；2、利用半固态铜流动性差、黏稠度大的特点使得碳化硅颗粒、碳 纤维、石墨粉末等比重差距很大的材料能够均匀粘连在黄铜表面上，避免出现偏析和偏聚 现象;3、克服金属液体出现缩松缩孔的现象。经过加热和触变成形的处理，一方面，石墨粉 末和碳纤维可以均匀地分散在黄铜表面上，从而不仅可以降低铜基合金材料的摩擦系数， 提升其减磨的性能，而且可以弥补黄铜耐腐蚀性能的不足;另一方面，利用碳化硅颗粒的支 撑性和超高的耐磨特性，以及碳化硅颗粒和碳纤维的侨联与抽拔效应(碳/碳复合），大幅提 高了铜基合金材料的力学性能。
[0009] (4)本发明制得的轴承强度高、稳定性好，可满足机械设备对轴承的高负荷要求， 因此，其适于推广应用。
【具体实施方式】
[0010] 本发明提供了一种高强度轴承的制造方法，其采用了一种新型的铜基合金材料作 为轴承保持架的生产材料，该铜基合金材料主要由黄铜粉末、碳化硅颗粒、石墨粉末和碳纤 维构成，各种物质的体积比分别是:黄铜的体积为总体积的68~81 %，碳化硅颗粒的体积为 总体积的8~15%，石墨粉末的体积为总体积9~11%，碳纤维的体积为总体积的2~6%。
[0011] 本实施例以碳化硅颗粒的体积为总体积的8%、石墨粉末的体积为总体积9%、碳纤 维的体积为总体积的6%、余量为黄铜粉末为例，对铜基合金材料的制备过程进行详细介绍， 具体如下： (1) 准备原料:黄铜粉末、碳化硅颗粒、石墨粉末、碳纤维； (2) 将黄铜粉末作为基体，并加入碳化硅颗粒、石墨粉末和碳纤维高速搅拌混合，得到 混合料； (3) 将混合料进行冷压成型； (4) 利用铜皮将冷压成型得到的成型料进行封装； (5) 将封装后的物料升温到200~250度，使物料中的有机物全部挥发； (6) 将挥发有机物后的物料进行抽真空，然后将物料继续加热至半固态状态； (7) 保持温度不变，待物料内外温度均匀后将其进行触变成形，然后冷却至室温，得到 铜基合金材料。
[0012] 在得到上述铜基合金材料后，将其用作轴承保持架的生产材料，结合现有的轴承 保持架压铸工艺，一次成型出轴承保持架，最后再结合现有的轴承制造工艺，生产出力学性 能优异、能够满足高负荷要求的轴承。
[0013] 表1为上述制得的铜基合金材料与铜合金在相同条件下，所进行的力学对比试验 结果。
[0014] 表1 通过表1的对比可以看出，相比铜合金，本发明制得的铜基合金材料在抗拉强度、屈服 强度和硬度方面均有很大的提高，因此其力学性能更加优异。相比铜合金来说，利用本发明 制备的铜基合金材料来制造重负荷轴承更能满足机械设备的高负荷要求。
[0015] 将碳化硅颗粒的体积设定为总体积的12%，石墨粉末的体积为总体积10%，碳纤维 的体积为总体积的4%，余量为黄铜粉末。按照一样的工艺，所制得的铜基合金材料，在相同 条件下，与铜合金的力学对比试验如表2所示。 L0016J 表2
同样，通过表2的对比结果可以看出，相比铜合金，本发明制得的铜基合金材料同样在 抗拉强度、屈服强度和硬度方面均有很大的提高，在特定条件下，本发明制得的铜基合金材 料更适合用于制造超高负荷强度的轴承。
[0017]上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范 围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决 的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高强度轴承的制造方法，其特征在于，包括以下步骤： (一) 制备铜基合金材料 (1) 准备原料:黄铜粉末、碳化硅颗粒、石墨粉末、碳纤维，四种原料的体积依次为总体 积的68~81 %、8~15 %、9~11 %和2~6 %; (2) 将黄铜粉末作为基体，并加入碳化硅颗粒、石墨粉末和碳纤维高速搅拌混合，得到 混合料； (3) 将混合料进行冷压成型； (4) 利用铜皮将冷压成型得到的成型料进行封装； (5 )将封装后的物料升温到200~250度，使物料中的有机物全部挥发； (6) 将挥发有机物后的物料进行抽真空，然后将物料继续加热至半固态状态； (7) 保持温度不变，待物料内外温度均匀后将其进行触变成形，然后冷却至室温，得到 铜基合金材料； (二) 将铜基合金材料融化，并填入至压铸机的型腔中，压铸成型出轴承保持架，然后结 合轴承制造工艺得到轴承。
【专利摘要】本发明公开了一种高强度轴承的制造方法，包括以下步骤：（一）制备铜基合金材料；（二）将铜基合金材料融化，并填入至压铸机的型腔中，压铸成型出轴承保持架，然后结合轴承制造工艺得到轴承。本发明很好地提高了铜合金的力学性能，使得制造出来的轴承具备了优异的力学性能，从而更好地满足机械设备对轴承的高负荷要求。
【IPC分类】C22C47/14, C22C49/02
【公开号】CN105483572
【申请号】CN201510850977
【发明人】刘幸
【申请人】成都众恒智合信息技术有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月30日