专利名称：钢－铜双金属轴套及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种轴承用轴套以及生产方法，尤其是一种钢—铜双金属轴套及其生产方法。
背景技术：
钢—铜双金属轴套以其承载力强、耐磨性好已在轴承领域广泛应用。目前钢—铜双金属轴套的生产方法基本上是中国专利号为98239209.5、名称为“减摩与耐磨自润滑关节轴承”的实用新型专利说明书所公开的方法，即首先将铜合金粉铺在低碳冷轧钢板上，在有保护气氛的高温烧结炉内进行烧结，烧结后在轧机上进行轧制，再经过退火(回火)、调平等工序制成双金属板材，然后将双金属板材在冲压设备上进行落料，卷制成圆形薄壁轴套或压制成球碗状，将薄壁轴套或球碗压进预先加工好的钢套内，靠过盈配合使薄壁轴套或球碗与外镶钢套结合在一起，形成一层铜粉合金、两层钢的双金属厚壁轴套。用该方法生产轴套有如下缺点1.将铜合金粉铺在钢板上，其密度为堆积密度，经烧结后孔隙率较大，为了提高其密度必须在烧结后进行轧制工艺，而为了去掉应力还必须要进行退火(回火)处理，另外还要进行调平、成型、粘接等工序，工艺复杂，不但浪费大量的人力、物力，而且还容易出现钢套基体变形的问题；2.所生产的轴套必须是具有三层结构的厚壁轴套，笨重且浪费原材料。
将两种金属复合在一起的现有技术还有其他方法，如目前广泛用于防腐、耐磨涂层，或者对磨损表面进行修补的喷涂技术就是其中之一。该方法是在钢基体表面首先喷涂打底层(镍包铝等放热性材料)，然后再用电弧喷涂(喷涂原料为铜丝)和火焰喷涂法(喷涂原料为铜合金粉末)将铜合金喷涂至打底层上。由于在喷涂过程中铜合金颗粒堆叠在一起熔化且变形，因此铜合金的密度相对于烧结法来说增大了许多，但由于铜合金层和钢基体之间以及铜合金颗粒之间基本上是机械结合形式，虽然为了提高结合强度喷涂了打底层，但是其结合强度还是非常低(实测法向拉拔强度甚至低于10MPa)，根本无法满足轴承高承载以及冲击载荷的要求，无法将其单独应用于生产钢—铜双金属轴套，因此，迄今为止还没有一种方法能够替代上述专利所公开的方法。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的产品笨重、浪费原材料以及其生产方法工艺复杂等技术问题，提供一种耐磨、强度高的钢—铜双金属轴套及其生产方法。
本发明的技术解决方案是一种钢—铜双金属轴套，设有钢套1，与钢套1内侧直接相接有铜合金喷涂烧结层2。
所述的铜合金喷涂烧结层2的材质为QSn8-3。
一种钢—铜双金属轴套的生产方法，包括如下步骤a.制作钢套1并清洁其内表面；b.将铜合金粉直接喷涂在钢套1的内表面上，形成铜合金喷涂层；c.在保护气氛下，以低于铜合金熔点的温度烧结覆有铜合金喷涂层的钢套1，使铜合金喷涂层为铜合金喷涂烧结层2而紧密结合在钢套1的内表面。
所述的a步骤是用喷砂机清洁钢套1的内表面。
所述的喷砂机用砂粒为氧化铝或碳化硅，空气压力为0.15～0.4Mpa，砂粒直径尺寸为0.5～1mm。
所述b步骤的铜合金粉为QSn8-3，其粒度为180～260目，铜合金喷涂层的厚度为1.0～1.4mm。
所述的烧结温度为800～900℃，烧结恒温时间为0.5～1.5小时，保护气体为氢气。
本发明同现有技术相比，具有如下优点1.按本方法所生产的产品其铜合金层直接牢固结合于钢套的内表面上，无需现有技术的低碳冷轧钢过渡层，可节省大量的材料且质量轻；表层铜合金致密、硬度高，空隙率只为1％左右，其铜合金层与钢套的结合强度也大大高于现有技术的粘接强度，寿命长、可靠性高；2.将铜合金粉直接喷涂在已加工成形的钢套上，可省去现有技术的下料、卷制、成型、粘接等工艺，工艺简单、即可节省大量的人力、物力，降低产品成本，还能够避免钢套基体变形；3.喷涂与烧结工艺的结合，可以省去现有喷涂方法中的打底层工序，铜合金层与钢基体之间为冶金结合，操作简单、可靠。
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合
本发明的具体实施方式
。
图1所示为GEW140HFZ5B形关节轴承。
a.钢套1是轴向对称的两瓣合对在一起进行装配的双半外圈，可用现有技术制作，即采用45钢经锻造、退火之后进行粗车(包括内球面)，然后在内圆磨床上用范成法进行粗磨内球面，使表面粗糙度达Ra3.2-6.3μm，并且端部倒角；之后用喷砂机对内球面进行喷砂处理以清洁钢套内表面，砂粒可为氧化铝或碳化硅等喷砂用的压缩空气要去油去水，空气压力为0.15～0.4MPa，砂粒尺寸为0.5～1mm，喷砂后表面要保持清洁，钢套1的内表面也可以用其他方法清洁，总之应使内表面符合喷涂的条件；b.采用CP～1000型亚音速喷枪，喷嘴口径为φ11.5，乙炔压力0.05～0.07MPa，空气压力0.10～0.12MPa，喷涂距离250～300mm，将粒度为180～260目的铜合金粉(QSn8-3)喷涂在钢套1的内表面，喷涂的厚度可为1.0～1.4mm；c.在高温烧结炉内进行烧结，以低于铜合金溶解的温度烧结，如800-900℃，烧结恒温时间为1小时，烧结气氛为氢气保护或其它保护气氛，烧结后即制成与钢套1内侧直接相接有铜合金喷涂烧结层2的钢—铜双金属轴套。
之后，可同现有技术在球形内表面划线、钻孔，在其上镶嵌预制好的固体润滑剂3(以聚四氟乙烯为主)。粗加工球形表面，再经过磨加工(采用范成法)磨内径和外径、宽度，达到图样尺寸精度要求，成为轴承成品。
权利要求
1.一种钢—铜双金属轴套，设有钢套(1)，其特征在于与钢套(1)内侧直接相接有铜合金喷涂烧结层(2)。
2.根据权利要求1所述的钢—铜双金属轴套，其特征在于所述的铜合金喷涂烧结层(2)的材质为QSn8-3。
3.一种钢—铜双金属轴套的生产方法，包括如下步骤a.制作钢套(1)并清洁其内表面；b.将铜合金粉直接喷涂在钢套(1)的内表面上，形成铜合金喷涂层；c.在保护气氛下，以低于铜合金熔点的温度烧结覆有铜合金喷涂层的钢套(1)，使铜合金喷涂层为铜合金喷涂烧结层(2)而紧密结合在钢套(1)的内表面。
4.根据权利要求3所述的钢—铜双金属轴套的生产方法，其特征在于所述的a步骤是用喷砂机清洁钢套(1)的内表面。
5.根据权利要求4所述的钢—铜双金属轴套的生产方法，其特征在于所述的喷砂机用砂粒为氧化铝或碳化硅，空气压力为0.15～0.4Mpa，砂粒直径尺寸为0.5～1mm。
6.根据权利要求3所述的钢—铜双金属轴套的生产方法，其特征在于所述b步骤的铜合金粉为QSn8-3，其粒度为180～260目，铜合金喷涂层的厚度为1.0～1.4mm。
7.根据权利要求3所述的钢—铜双金属轴套的生产方法，其特征在于所述的烧结温度为800～900℃，烧结恒温时间为0.5～1.5小时，保护气体为氢气。
全文摘要
本发明公开一种钢—铜双金属轴套，设有钢套(1)，与钢套(1)内侧直接相接有铜合金喷涂烧结层(2)。其生产方法是制作钢套(1)并清洁其内表面；将铜合金粉直接喷涂在钢套(1)的内表面上，形成铜合金喷涂层；在保护气氛下，以低于铜合金熔点的温度烧结覆有铜合金喷涂层的钢套(1)，使铜合金喷涂层为铜合金喷涂烧结层(2)而紧密结合在钢套(1)的内表面。生产工艺简单，无需现有技术的低碳冷轧钢过渡层，可节省大量的材料且质量轻，表层铜合金致密、硬度高，空隙率只为1％左右，其铜合金层与钢套的结合强度也大大高于现有技术的粘接强度，寿命长、可靠性。
文档编号F16C33/12GK1632340SQ20041010047
公开日2005年6月29日 申请日期2004年12月23日 优先权日2004年12月23日
发明者李云龙, 刘正明 申请人:大连三环复合材料技术开发有限公司