专利名称：连铸结晶器用粉末合金自润滑轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连铸结晶器用粉末合金自润滑轴承，属于钢铁冶炼技术领域。
背景技术：
国内外钢厂为了提高连铸坯的表面质量和连铸机的生产效率，近年来都在结晶器 足辊轴承的生产及应用技术方面做了大量的研究工作，并取得了显著成效。国内外钢厂的 生产实践证明，连铸结晶器足辊轴承的性能对连铸坯的表面质量以及连铸机的生产效率都 有重要影响。结晶器足辊轴承必须具备耐高温、耐磨损、且具有良好的润滑性能，在正常寿 命周期内保证足辊正常运转，磨损量控制在生产要求范围之内。从铸坯质量及生产的稳定高效而言，选择和应用最佳的结晶器足辊轴承具有极其 重要的意义。它可以在保证获得具有优良的表面质量的连铸坯的前提下，最大限度地提高 连铸机的生产效率。生产和应用最佳的结晶器足辊轴承，必须采用科学的标准和系统的方 法。在生产实践中，各厂对结晶器足辊轴承的材质都进行了广泛的研究和应用，使用 的轴承材质主要由黄铜、高硫合金及铸铁套，上述材料在正常的生产中，不同程度的出现了 强度低，易碎裂；高温性能差，变形严重，易抱住；磨损快，精度低；转动不灵活等情况，造成 铸坯表面划伤，甚至导致停浇，无法达到理想效果。中国专利文献CN1091065公开了一种高强度粉末冶金铜-铁双金属结构材料的制 造技术，主要特点有1.双金属的铜、铁材质要求，结合部位铜、铁层厚度都可以根据用户 要求生产；2.铁层部份引入钼0. 1 1. 0%，镍0. 3 0. 6%，稀土元素0. 01 0. 3%，等 母合金；3.铜、铁两种材料在同一模具内冷压成型，同一温度下烧结，烧结温度为700°C 8800C ；4.铜、铁结合处形成金属键，强度超过铜基强度；5、可以制取机械传动件-蜗轮、螺 母、机械滑动件_轴套、轴瓦等。中国专利文献CN1817513涉及一种双金属轴套零件材料的生产方法及其设备，该 发明用无缝钢管作金属轴套的钢衬背，在钢衬背内放入工艺性芯轴，钢衬背经清洁处理后， 在工艺性芯轴与钢管内壁的设计间隙中放入铜合金粉末，然后将其进行成形烧结，把烧好 的钢多孔铜合金双金属零件型管材夹持在卧式摆辗机的弹簧夹头上，用锥体模棒对烧结的 多孔铜合金层径向施压摆辗致密，将摆辗致密铜合金后的双金属轴套材料进行第二次烧结 制成。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种采用铬铁粉、铜粉、钼铁粉等合金粉、石墨和还原铁 粉制造而成的连铸结晶器用粉末合金自润滑轴承。具有耐高温、耐腐蚀及耐磨损性能强，自 润滑效果良好的特点，尤其在高温环境中，其优越性更加突出。适合于各种断面的结晶器， 在大方坯、小方坯及圆坯生产中都能发挥出其优越性，满足高效稳定生产和保证对弧精度 及铸坯表面质量的要求。
本发明的另一个目的是提供一种上述连铸结晶器用粉末合金自润滑轴承的制造方法。一种连铸结晶器用粉末合金自润滑轴承，原料重量百分比如下铬铁粉10 15%铜粉4 8%钼铁粉0.8 1.5%石墨粉1 1.5%硬质酸锌0.8 1.0%其余为还原铁粉。一种上述连铸结晶器用粉末合金自润滑粉末冶金轴套的制造方法，其特征在于包 括以下步骤(1)根据组分比例准备好各组分原料；(2)混料将原材料混合后在混料机内搅拌混合均勻，原料粉末粒度分别为铬铁 粉250目、铜粉200目、钼铁粉250目、石墨300目、还原铁粉100目；(3)压制将步骤(2)混合好的原料在200 300吨压力作用下，在模具内压制成 型，压坯密度控制在6. 8 7. 2g/cm3 ；(4)烧结将步骤(3)压制的压坯在烧结炉内氨分解保护气氛条件下烧结，主要工 艺参数液氨在催化剂作用下加热分解得到含氢75%含氮25%的氢氮混合气体，纯度为露 点_60°C、残氨量彡5ppm、氧含量彡3ppm，烧结温度1120 1180°C、高温区烧结时间90 120min ；(5)机加工烧结后，经车床精机加工成型；(6)包装得成品。上述催化剂为Z204高温烧结型镍。在连铸过程中，因轴承原因造成足辊转动不灵活，影响连铸坯表面质量问题，是连 铸生产中常遇到的问题。对大方坯连铸生产用结晶器轴承材质的化学成分及物理特性进行 优化、控制，满足轴套耐高温、耐磨损，润滑效果好，周期内满足生产工艺要求十分必要。为了提高结晶器足辊轴承寿命，针对连铸生产实际，综合考虑使用环境、产品技术 工艺要求，调整轴承的化学成分及物理特性，适应结晶器足辊转动灵活，尺寸变化微小等生 产的需要。发明人以粉末冶金还原铁粉和铬铁粉、铜粉、钼铁粉、石墨等为原料，经过反复多 次的实验发现，用本发明制造的结晶器用粉末合金自润滑轴承不仅具有耐高温、耐腐蚀及 耐磨损性能，而且自润滑效果良好(铬、钼保证轴承的强度、耐磨性和耐高温性，铜、石墨保 证轴承的耐磨性和自润滑效果)尤其在高温环境中，其优越性更加突出。本发明的效果是本发明制造的结晶器用粉末合金自润滑轴承不仅具有耐高温、 耐腐蚀及耐磨损性能，而且自润滑效果良好，尤其在高温环境中，其优越性更加突出。它适 合于各种断面的结晶器，在大方坯、小方坯及圆坯等高温生产中都能发挥出其优越性，满足 高效稳定生产的要求。
具体实施例方式[实施例1]
(1)严格控制铬铁粉、铜粉、钼铁粉等合金粉、石墨和还原铁粉的重量百分比。取铬铁粉25克(重量百分比铬含量60%、铁含量40%)、铜粉10克、钼铁粉2克 (重量百分比钼含量60%、铁含量40% )、石墨2. 5克、硬质酸锌2克，还原铁粉208. 5克。(2)模具制造根据轴承结构具体尺寸，制造所需模具；(3)混料将原材料混合后在混料机内搅拌混合均勻，原料粉末粒度分别为铬铁 粉250目、铜粉200目、钼铁粉250目、石墨300目、还原铁粉100目；(4)压制将步骤(3)混合好的原料在200吨压力作用下，在模具内压制成型，压 坯密度6. 8g/cm3 ；(5)烧结将步骤(4)压制的压坯在烧结炉内氨分解保护气氛条件下烧结主要工艺参数液氨在Z204高温烧结型镍催化剂作用下加热分解得到含氢75%含氮25%的氢氮 混合气体，纯度为露点_60°C、残氨量彡5ppm、氧含量彡3ppm，烧结温度1120°C、高温区烧结 时间90min ；(6)机加工烧结后，经车床精机加工；(7)包装得成品。[实施例2](1)严格控制铬铁粉、铜粉、钼铁粉合金粉、石墨和还原铁粉的重量百分比。取铬铁粉44. 4克(重量百分比铬含量60%、铁含量40% )、铜粉22. 2克、钼铁 粉4. 4克(重量百分比钼含量60%、铁含量40% )、石墨4. 4克、硬质酸锌3. 3克，还原铁 粉291. 2克。(2)模具制造根据轴承结构具体尺寸，制造所需模具；(3)混料将原材料混合后在混料机内搅拌混合均勻，原料粉末粒度分别为铬铁 粉250目、铜粉200目、钼铁粉250目、石墨300目、还原铁粉100目；(4)压制将步骤(3)混合好的原料在200吨压力作用下，在模具内压制成型，压 坯密度6. 9g/cm3 ；(5)烧结将步骤(4)压制的压坯在烧结炉内氨分解保护气氛条件下烧结主要工 艺参数液氨在Z204高温烧结型镍催化剂作用下加热分解得到含氢75%含氮25%的氢氮 混合气体，纯度为露点_60°C、残氨量彡5ppm、氧含量彡3ppm，烧结温度1150°C、高温区烧结 时间 IOOmin ；(6)机加工烧结后，经车床精机加工；(7)包装得成品。[实施例3](1)严格控制铬铁粉、铜粉、钼铁粉合金粉、石墨和还原铁粉的重量百分比。取铬铁粉78克(重量百分比铬含量60%、铁含量40% )、铜粉41. 6克、钼铁粉 7. 8克(重量百分比钼含量60%、铁含量40% )、石墨7. 8克、硬质酸锌5. 2克，还原铁粉 379. 6 克。(2)模具制造根据轴承结构具体尺寸，制造所需模具；(3)混料将原材料混合后在混料机内搅拌混合均勻，原料粉末粒度分别为铬铁 粉250目、铜粉200目、钼铁粉250目、石墨300目、还原铁粉100目；(4)压制将步骤(3)混合好的原料在200吨压力作用下，在模具内压制成型，压坯密度7. lg/cm3 ；(5)烧结将步骤(4)压制的压坯在烧结炉内氨分解保护气氛条件下烧结，主要工 艺参数液氨在Z204高温烧结型镍催化剂作用下加热分解得到含氢75%含氮25%的氢氮 混合气体，纯 度为露点_60°C、残氨量彡5ppm、氧含量彡3ppm，烧结温度1180°C、高温区烧结 时间 120min ；(6)机加工烧结后，经车床精机加工；(7)包装得成品。
权利要求
一种连铸结晶器用粉末合金自润滑轴承，其特征在于原料重量百分比如下铬铁粉10～15％铜粉 4～8％钼铁粉0.8～1.5％石墨粉1～1.5％硬质酸锌 0.8～1.0％其余为还原铁粉。
2.—种权利要求1所述的连铸结晶器用粉末合金自润滑轴承的制造方法，其特征在于 包括以下步骤(1)根据组分比例准备好各组分原料；(2)混料将原材料混合后在混料机内搅拌混合均勻，原料粉末粒度分别为铬铁粉 250目、铜粉200目、钼铁粉250目、石墨300目、还原铁粉100目；(3)压制将步骤(2)混合好的原料在200 300吨压力作用下，在模具内压制成型， 压坯密度控制在6. 8 7. 2g/cm3 ；(4)烧结将步骤(3)压制的压坯在烧结炉内氨分解保护气氛条件下烧结，主要工艺 参数液氨在催化剂作用下加热分解得到含氢75%含氮25%的氢氮混合气体，纯度为露 点_60°C、残氨量彡5ppm、氧含量彡3ppm，烧结温度1120 1180°C、高温区烧结时间90 120min ；(5)机加工烧结后，经车床精机加工；(6)包装得成品。
3.—种权利要求2所述的连铸结晶器用粉末合金自润滑轴承的制造方法，其特征在 于，所述催化剂为Z204高温烧结型镍催化剂。铬铁粉 铜粉 钼铁粉 石墨粉 硬质酸锌10 15% 4 8% 0. 8 1. 5% 1 1. 5% 0. 8 1. 0%
全文摘要
本发明涉及一种连铸结晶器用粉末合金自润滑轴承及其制造方法，属于钢铁冶炼技术领域。采用铬铁粉、铜粉、钼铁粉等合金粉、石墨和还原铁粉加工而成，严格控制铬铁粉、铜粉、钼铁粉等合金粉、石墨和还原铁粉的重量百分比。按重量百分比由铬铁粉10～15％、铜粉4～8％、钼铁粉0.8～1.5％、石墨粉1～1.5％、硬质酸锌0.8～1.0％，其余为还原铁粉。本发明制造的连铸结晶器用粉末合金自润滑轴承，具有耐高温、耐腐蚀及耐磨损性能，自润滑效果良好，尤其在高温环境中，其优越性更加突出。适合于各种断面的结晶器，在大方坯、小方坯及圆坯生产中都能发挥出其优越性，满足高效稳定生产和保证对弧精度及铸坯表面质量的要求。
文档编号B22F5/00GK101879598SQ20101021129
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者何庆文, 刁峰, 房绪江, 杨振国, 梁建国, 毛成杰, 王广连 申请人:莱芜钢铁股份有限公司