高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料及其制备方法，其特征是：按重量百分比，材料的成份为：铜：16.0%～18.0%、碳：0.80%～0.90%、氟化铈：0.01%～1.0%和余量的铁，杂质总量不大于2%；铁基粉末冶金轴承材料制作工艺为混粉、压制、烧结、热处理和真空浸油。本发明铁基粉末冶金轴承材料具有高强耐磨特性：压溃强度：720MPa～780MPa；洛氏硬度：90HRB～110HRB；含油率：13%～16%；油润滑摩擦系数0.08～0.09；本发明材料用于工程机械，比如挖掘机、推土机的油缸用轴承。
【专利说明】高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属材料粉末冶金【技术领域】，具体地涉及一种高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]滑动轴承是各种机械中常用的零件，要求滑动轴承材料具有足够的抗压强度和抗疲劳性能，良好的减摩耐磨性(摩擦系数要小)、储备润滑油的功能和良好的磨合性，铁基粉末冶金材料是最常用的轴承材料，根据我国GB/T-2012《滑动轴承粉末冶金技术条件》，铁基轴承材料是烧结态的，压溃强度最高的是牌号为FZ12162，其数值是K > 380MPa，含油率≥12%，由于材料的强度性能不高，硬度低，导致轴承出现磨损，寿命较短，不能满足轴承在低速、载荷较大且有一定冲击载荷工况条件下工作，比如工程机械如挖掘机、推土机的油缸用轴承。
【发明内容】
[0003]本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料及其制备方法，目的是通过添加稀土元素和采用烧结后热处理，提高材料的强度、硬度和减摩耐磨性能，从而满足该材料制成的轴承能够在低速、载荷较大且有一定冲击载荷工况条件下工作。
[0004]本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0005]本发明高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料的特点是:按重量百分比，所述材料的成份为:铜:16.0%-18.0%、碳:0.80%-0.90%、氟化铈:0.01%-1.0%和余量的铁，杂质总量
不大于2%。
[0006]本发明铁基粉末冶金轴承材料的制备方法的特点是按以下步骤完成:
[0007](I)混料:将按所述比例配备的原材料粉末使用混料机混合，混料时间30-60分钟，得到混合粉末；
[0008](2)压制:在安装有所需模具的压机上成形:向模具中装入步骤(I)所得的混合粉末，压制为压坯，压制压力为550MPa-650MPa ；
[0009](3)烧结:将步骤(2)所得压坯在保护气氛中烧结得烧结材料，烧结温度1100°C-1150°C，烧结时间为40-50分钟；
[0010](4)热处理:将步骤(3)所得烧结材料在保护气氛下加热，碳势0.75-0.85、淬火温度860°C-920°C、淬火介质为机械油，然后在170°C-220°C回火2-3小时得热处理后
女口
广叩；
[0011](5)浸油:将步骤(4)所得热处理后产品真空浸油，油温为80°C-100°C，真空气压值不大于8KPa，浸油时间为30-60分钟。
[0012]本发明铁基粉末冶金轴承材料的特点在于:
[0013]所述材料的含油密度为6.70-6.85g/cm3。
[0014]所述材料按体积百分比的含油率为13%-16%。
[0015]所述材料的金相组织为回火马氏体、游离铜和孔隙。[0016]所述材料的压溃强度为720MPa-780MPa。
[0017]所述材料的洛氏硬度为90HRB-110HRB。
[0018]本发明高强耐磨铁基粉末冶金轴承，是以高强耐磨粉末冶金轴承材料为材质，制成包括挖掘机和推土机的工程机械的油缸用轴承。
[0019]与已有的技术相比，本发明有益效果体现在:
[0020]1、本发明轴承材料通过添加稀土元素化合物氟化铈，由于其活化作用，促进了烧结，且细化晶粒，从而提高材料的强度；同时氟化铈还是一个优良的润滑剂，能够改善材料的自润滑性能，增加减摩效果。
[0021]2、本发明轴承材料，成分中含有16.0%-18.0%的铜，金相组织中游离的铜，可以起到减摩作用；另外，和铁基材料相比，铜基材料具有良好的抗咬合性能，由于所述轴承材料存在着游离铜，因此可以改善轴套的抗咬合性能，增加轴承的使用寿命。
[0022]3、本发明轴承材料，采用烧结后热处理，大大提高了材料的硬度、强度和耐磨性能:压溃强度数值720MPa-780MPa，洛氏硬度90HRB-110HRB，含油率13%-16%，油润滑摩擦系数0.080-0.090 (同等条件下FZ12162的摩擦系数为0.098-0.110);和铁基粉末冶金轴承材料FZ12162相比，其压溃强度和耐磨性能明显增加。从而满足该材料制成的轴承能够在低速、载荷较大且有一定冲击载荷工况条件下工作。
【具体实施方式】
[0023]实施例1:
[0024]一种挖掘机高压油缸用轴承，是由本发明高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料及其制备方法制造而成。
[0025]本实施例中高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料的成份见表I。
[0026]表I轴承材料成份(按重量百分比):
[0027]
【权利要求】
1.一种高强耐磨铁基粉末冶金轴承材料，其特征在于:按重量百分比，所述材料的成份为:铜:16.0%-18.0%、碳:0.80%-0.90%、氟化铈:0.01%-1.0%和余量的铁，杂质总量不大于2%。
2.—种权利要求1所述的铁基粉末冶金轴承材料的制备方法，其特征在于按以下步骤完成: (O混料:将按所述比例配备的原材料粉末使用混料机混合，混料时间30-60分钟，得到混合粉末； (2)压制:在安装有所需模具的压机上成形:向模具中装入步骤(I)所得的混合粉末，压制为压坯，压制压力为550MPa-650MPa ； (3)烧结:将步骤(2)所得压坯在保护气氛中烧结得烧结材料，烧结温度11(KTC-1150°C，烧结时间为40-50分钟； (4)热处理:将步骤(3)所得烧结材料在保护气氛下加热，碳势0.75-0.85、淬火温度860°C-920°C、淬火介质为机械油，然后在170°C-220°C回火2-3小时得热处理后产品； (5)浸油:将步骤(4)所得热处理后产品真空浸油，油温为80°C-100°C，真空气压值不大于8KPa，浸油时间为30-60分钟。
3.一种按权利要求1所述的铁基粉末冶金轴承材料，其特征在于:所述的材料的含油密度为 6.70 -6.85 g/cm3。
4.一种按权利要求1所述的铁基粉末冶金轴承材料，其特征在于:所述的材料按体积百分比的含油率为13%-16%。
5.—种按权利要求1所述的铁基粉末冶金轴承材料，其特征在于:所述的材料的金相组织为回火马氏体、游离铜和孔隙。
6.一种按权利要求1所述的铁基粉末冶金轴承材料，其特征在于:所述的材料的压溃强度为 720MPa -780MPa。
7.一种按权利要求1所述的铁基粉末冶金轴承材料，其特征在于:所述的材料的洛氏硬度为90HRB-11OHRB。
8.一种高强耐磨铁基粉末冶金轴承，其特征是以权利要求1所述的高强耐磨粉末冶金轴承材料为材质，制成包括挖掘机和推土机的工程机械的油缸用轴承。
【文档编号】B22F3/16GK103451538SQ201310415059
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】李其龙, 徐伟, 张东, 孙本松, 任刚强 申请人:合肥波林新材料有限公司