铁基粉末冶金耐高温不含油轴承及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种铁基粉末冶金耐高温不含油轴承及其制造方法，本发明的制造方法包括以下步骤：二次烧结：在第一次烧结完成出炉后，在制品的上端和下端均摆放上一块由硫磺粉压制而成的硫磺溶渗块，进行二次烧结，S在高温的作用下溶渗进制品晶体间的空隙中，同时部分S与Fe结合形成S的化合物。通过本制造方法制得的铁基粉末冶金耐高温不含油轴承的含S量达到8%?18%，达到了普通铁基粉末含油轴承的润滑效果，从而省略了浸油的工艺步骤，使得轴承不含油，避免了在高温的工作环境下出现轴承干油或渗油导致的卡死或漏油的现象。
【专利说明】
铁基粉末冶金耐高温不含油轴承及其制造方法
技术领域
[0001]本发明属于金属材料粉末冶金技术领域，具体涉及一种铁基粉末冶金耐高温不含油轴承及其制造方法。【背景技术】
[0002]金属烧结含油轴承，是以金属粉末作为原料，用粉末冶金工艺制成的一类烧结材料。金属烧结含油轴承制品本身就是多孔的，并具有在制造过程中可自由调节空隙的数量、 大小及分布的优点。烧结金属含油轴承已经广泛应用在汽车、家电、运输机械、农业机械、仪器仪表等众多领域。
[0003]金属烧结含油轴承具有成本低、能吸振、噪声小、在较长工作时间内不用加润滑油等特点，特别适用于不易润滑或不允许油脏污的工作环境。孔隙度是金属烧结含油轴承的一个重要参数。在高速、轻载下工作的金属烧结含油轴承要求含油量多，孔隙度宜高;在低速、载荷较大下工作的金属烧结含油轴承要求强度高，孔隙度宜低。这种轴承发明于20世纪初，因其制造成本低、使用方便，得到了广泛应用，已成为汽车、家电、音响设备、办公设备、 农业机械、精密机械等各种工业制品发展不可或缺的一类基础零件。
[0004]现代工业主要使用的金属烧结含油轴承按基体材料可分为铜基、铁基、铜铁基等。 但目前在垃圾发电机组的燃料输送机组、塑料机械模压轴套等中所使用的铁基粉末冶金含油轴承常常因为高温出现干油或油渗出，导致轴承与轴卡死或漏油的现象。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种耐高温、不含油的铁基粉末冶金轴承。
[0006]为了实现上述目的，本发明的制造方法包括以下步骤:二次烧结:在第一次烧结完成出炉后，在制品的上端和下端均摆放上一块由硫磺粉压制而成的硫磺溶渗块，进行二次烧结，S在高温的作用下溶渗进制品晶体间的空隙中，同时部分S与Fe结合形成S的化合物。烧结后的轴承含S量高达8%-18%，与轴承中的C及C的化合物一起均可起到润滑的作用。
[0007]在本发明中，进一步的，在二次烧结之前，还包括以下步骤:混料:将石墨粉、硬脂酸锌、硫磺粉和铁粉进行混合。
[0008]毛坯的压制:将混合好的原料压制成毛坯。
[0009]硫磺溶渗块的压制:将与单个毛坯的重量成一定比例的硫磺粉压制成硫磺溶渗块。
[0010]第一次烧结:在氮气和氢气的保护气氛下，以1050°C的温度对毛坯进行烧结。
[0011]在本发明中，进一步的，在二次烧结之后，还包括整形，二次烧结出炉后进行去毛刺整形，使得产品尺寸达到图纸设计要求。
[0012]在本发明中，优选的，混料中，石墨粉的重量百分比为1-3%，硬脂酸锌的重量百分比为0.4-0.8%，硫磺粉的重量百分比为0.4-0.6%，余量为铁粉。[0〇13]在本发明中，进一步的，毛还的压制中，按5.8-6.2g/cm3的密度进行压制。
[0014]在本发明中，优选的，硫磺溶渗块的压制中，单个硫磺溶渗块所使用的硫磺粉的重量按照如下计算公式得来:(6.8-单个毛坯的密度)X单个毛坯的体积。
[0015]在本发明中，优选的，二次烧结中，在氮气和氢气的保护气氛下，以600°C的温度进行烧结。
[0016]通过上述制造方法制得的铁基粉末冶金耐高温不含油轴承，优选的，石墨粉为399 鳞状石墨粉。
[0017]通过上述制造方法制得的铁基粉末冶金耐高温不含油轴承，优选的，铁粉为80目还原铁粉。
[0018]本发明的有益效果是:S及S的化合物因其晶体结构均为六方晶体，从而能起到润滑作用，S在高温的作用下溶渗进制品晶体间的空隙中，同时部分S与Fe结合形成S的化合物。本发明所制得的轴承含S量达到8%_18%，达到了普通铁基粉末含油轴承的润滑效果，从而省略了浸油的工艺步骤，使得轴承不含油，避免了在高温的工作环境下出现轴承干油或渗油导致的卡死或漏油的现象。【具体实施方式】
[0019]实施例1步骤1:将2份399鳞状石墨粉、0.6份硬脂酸锌、0.5份硫磺粉和97份80目还原铁粉进行混合。
[0020]步骤2:将混合好的原料按5.8g/cm3的密度进行压制，制得毛坯。[0021 ]步骤3:取两份的硫磺粉经过两次压制，制成两块硫磺溶渗块。[〇〇22]步骤4:在氮气和氢气的保护气氛下，以1050°C的温度对毛坯进行烧结。
[0023]步骤5:在第一次烧结完成出炉后，在制品的上端和下端各摆放一块由步骤3制得的硫磺溶渗块，在氮气和氢气的保护气氛下，以600°C的温度进行二次烧结，S在高温的作用下溶渗进制品晶体间的空隙中，同时部分S与Fe结合形成S的化合物。
[0024]步骤6:二次烧结出炉后进行去毛刺整形，使得产品尺寸达到图纸设计要求。[〇〇25]按照本实施例所制得的轴承，将其根据GB2688-2012标准进行理化分析，分析结果如下:Fe的含量为85.30%、3及3的化合物的含量为10.60%、(:的含量为2.05%、其它成分的含量<2.05%。轴承的密度P =5.85g/cm3、径向压溃强度K=172MPa，完全符合GB2688-2012的标准要求。
[0026] 实施例2步骤1:将2份399鳞状石墨粉、0.6份硬脂酸锌、0.5份硫磺100份80目还原铁粉进行混合。[〇〇27]步骤2:将混合好的原料按6.2g/cm3的密度进行压制，制得的毛坯。
[0028]步骤3:取两份的硫磺粉经过两次压制，制成两块硫磺溶渗块。[〇〇29]步骤4:在氮气和氢气的保护气氛下，以1050°C的温度对毛坯进行烧结。
[0030]步骤5:在第一次烧结完成出炉后，在制品的上端和下端均各摆上一块由步骤3制得的硫磺溶渗块，在氮气和氢气的保护气氛下，以600°C的温度进行二次烧结，S在高温的作用下溶渗进制品晶体间的空隙中，同时部分S与Fe结合形成S的化合物。
[0031]步骤6:二次烧结出炉后进行去毛刺整形，使得产品尺寸达到图纸设计要求。[〇〇32]按照本实施例所制得的轴承，将其根据GB2688-2012标准进行理化分析，分析结果如下:Fe的含量为87.95%、S及S的化合物的含量为8.02%、C的含量为2.03%、其它成分的含量<2.0%。轴承的密度P =6.21g/cm3、径向压溃强度K=246.5MPa，完全符合GB2688-2012的标准要求。
[0033]应当指出，上述描述了本发明的实施例。然而，本领域技术的技术人员应该理解， 本发明不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明范围的前提下本发明还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
【主权项】
1.一种铁基粉末冶金耐高温不含油轴承的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步 骤:二次烧结:在第一次烧结完成出炉后，在制品的上端和下端均摆放上一块由硫磺粉压 制而成的硫磺溶渗块，进行二次烧结，使S在高温的作用下溶渗进制品晶体间的空隙中，同 时部分S与Fe结合形成S的化合物。2.根据权利要求1所述的铁基粉末冶金耐高温不含油轴承的制造方法，其特征在于，在 二次烧结之前，还包括以下步骤:混料:将石墨粉、硬脂酸锌、硫磺粉和铁粉进行混合；毛坯的压制:将混合好的原料压制成毛坯；硫磺溶渗块的压制:将与单个毛坯的重量成一定比例的硫磺粉压制成硫磺溶渗块；第一次烧结:在氮气和氢气的保护气氛下，以1050 °C的温度对毛还进行烧结。3.根据权利要求1所述的铁基粉末冶金耐高温不含油轴承的制造方法，其特征在于，在 二次烧结之后，还包括整形，二次烧结出炉后进行去毛刺整形，使得产品尺寸达到图纸设计 要求。4.根据权利要求2所述的铁基粉末冶金耐高温不含油轴承的制造方法，其特征在于，所 述混料中，石墨粉的重量百分比为1-3%，硬脂酸锌的重量百分比为0.4-0.8%，硫磺粉的重量 百分比为0.4-0.6%，余量为铁粉。5.根据权利要求2所述的铁基粉末冶金耐高温不含油轴承的制造方法，其特征在于，所 述毛坯的压制中，按5.8-6.2g/cm3的密度进行压制。6.根据权利要求2所述的铁基粉末冶金耐高温不含油轴承的制造方法，其特征在于，所 述硫磺溶渗块的压制中，单个所述硫磺溶渗块所使用的硫磺粉的重量按照如下计算公式得 来:(6.8-单个毛坯的密度)X单个毛坯的体积。7.根据权利要求1所述的铁基粉末冶金耐高温不含油轴承的制造方法，其特征在于，所 述二次烧结中，在氮气和氢气的保护气氛下，以600°C的温度进行烧结。8.—种铁基粉末冶金耐高温不含油轴承，其通过权利要求1-7中任意一项所述的铁基 粉末冶金耐高温不含油轴承的制造方法而得，其特征在于:所述石墨粉为399鳞状石墨粉。9.根据权利要求8所述的铁基粉末冶金耐高温不含油轴承，其特征在于:所述铁粉为80 目还原铁粉。
【文档编号】C23C8/62GK106077667SQ201610645959
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月9日 公开号201610645959.X, CN 106077667 A, CN 106077667A, CN 201610645959, CN-A-106077667, CN106077667 A, CN106077667A, CN201610645959, CN201610645959.X
【发明人】陈龙水, 陈贤亮
【申请人】浙江经宇科技发展有限公司