本发明涉及轴承技术领域，具体为一种高性能薄壁石墨铜合金轴套。
背景技术：
在运动中的部件中，转轴安设于轴孔内，因为长期的使用会造成转轴和轴孔间的磨损，通常将轴套设置在转轴上对转轴起保护作用，但是转轴与轴套在配套使用过程中也在不断的进行着摩擦，目前，采用在轴套和转轴之间添加润滑油的方式来保证二者之间充分的润滑，延长转轴和轴套的使用寿命。因此，轴套的疲劳强度、耐磨性、强度，硬度有很高的要求。目前轴套内壁的承载能力不高，降低了轴套的使用寿命；而且加工工艺复杂，加工效率很低。现有技术的不足导致轴套在使用过程中，仍然有使用不方便，或自身润滑功能不完善等问题，如果维护不够及时，则会造成轴和轴套严重磨损，甚至报废的问题。
所以，如何设计一种高性能薄壁石墨铜合金轴套，成为我们当前要解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高性能薄壁石墨铜合金轴套，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能薄壁石墨铜合金轴套，包括以下重量份的原料：纯铜80-85份、高纯锡9-11份、氧化铅8-11份、氯化铍1-3份、单质钨1-2份和稀土添加剂0.1-0.5份。
根据上述技术方案，所述高纯锡的制备方法为首先将粒状金属锡与经蒸馏水洗瓶和浓硫酸洗瓶的氯气反应，生成四氯化锡；接着将得到的四氯化锡加入1-2％重量的锡，过滤，取上层清夜，在油浴上进行分馏，截取沸点温度稳定部分114℃馏液，加入馏液重量的4-5％分析纯草酸铵过夜；再接着将得到馏液通入氨气，得到氢氧化锡沉淀，用蒸馏水洗涤2-3次，清液倒出，得到沉淀氢氧化锡，烘干；最后将得到氢氧化锡，移至石英舟，将石英舟放入石英管中，用氢气还原，温度缓缓加热100-120℃，时间30-40分钟，加热150-170℃，恒温，时间1-1.5小时，加热400-450℃，恒温，时间1-1.2小时，加热570-600℃，加热时间2-3小时，停止加热，冷却，取出得到高纯锡。
根据上述技术方案，所述氧化铅的制备方法为采用普通的电解铅为原料，电解参数控制为：电流密度100-200安/平方米，电压0.3-0.5伏，电解液的温度小于40摄氏度，电解液循环量控制在小于15升/分钟；电解液中添加由芳香族化合物和木质磺酸盐作为表面活性剂组成的添加剂；电解液中Ag+含量每隔18-26小时检测一次，如含量大于0.05ppm就要进行除Ag处理；所得的阴极铅经过铸锭除杂备用；接着进行氧化：将第一步所得铅锭经铸粒，球磨成粉后，进入电加热铅粉氧化焙烧炉，经过3-7小时的氧化后，用醋酸检验无铅金属后即可放料，并用带冷却水夹套的输送机送于粉碎系统，得到合格的氧化铅产品。
根据上述技术方案，所述氧化铍的制备方法为首先在惰性气氛下，按照每10克铍加入500-800mL乙醚的比例，向设有冷凝回流装置的反应容器中加铍粒和无水乙醚；接着向反应容器中通干燥的氯化氢气体，气泡的速度应保持反应容器中乙醚回流，反应容器温度保持在40-50℃；待铍粒完全消失，反应容器内为含少量固体杂质的透明液体；在手套箱中过滤，用200mL无水乙醚分2-3次清洗固体；滤液在手套箱中浓缩抽去乙醚后即为氯化铍固体；最后利用无水苯充分搅拌洗涤上述氯化铍固体30-60分钟并过滤，并用苯清洗固体，抽干后得到高纯氯化铍。
根据上述技术方案，所述单质钨的制备方法为按质量比称取氧化钨粉和铝粉，氧化钨粉和铝粉的质量比为1:(7.5-12),将氧化钨粉和铝粉分别平铺在双温区管式炉的石英管内；接着抽真空到-0.1～-0.05MPa；控制氧化钨粉温区的升温速度为3～5℃/min，升至750～1000℃；铝粉区的温度控制在700-800℃；最后保持石英管中的温度，反应2～7h后，继续抽真空保持真空度-0.1～-0.05MPa，直至双温区管式炉温度均降至室温，得到立方相单质钨。
根据上述技术方案，所述稀土添加剂的制备方法为首先按照粘结相原料和稀土及其重量百分数配料；接着将计量好的粘结相原料和稀土在真空熔炼炉中熔炼，浇铸成稀土-粘结相合金铸锭；再接着将制备的稀土-粘结相合金铸锭粗破碎，形成小于20mm的合金块料，然后将所述合金块料在真空条件下进行均匀化退火，或在电弧重熔快淬炉中快淬形成稀土-粘结相合金薄带；将均匀化退火后的稀土-粘结相合金块料，或将快淬形成的稀土-粘结相合金薄带进行吸氢处理；最后将吸氢处理的产物在氩气保护下进行球磨破碎，即得到粒度小于10微米的硬质合金用稀土添加剂。
一种高性能薄壁石墨铜合金轴套的制作方法，包括如下步骤：
1)备料：按照一定的配方比例，称取一定量的原材料，备用；
2)混料：将上述重量份的纯铜装炉，加热至1100～1200℃熔化，然后加入高纯锡、氧化铅、氯化铍和单质钨，加热融化，并打渣；接着加入稀土添加剂，待全部物料熔化后，降温至450～550℃，制成铜合金溶液，备用；
3)注塑：将铜合金溶液通过注塑机导入到轴套模具的内部；
4)冷却成型：使用水冷设备使轴套模具快速冷却，便于轴套快速成型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过添加的高纯锡和氧化铅，可以有效提升铜合金的高润滑性能、耐磨性能和耐腐蚀性能，氯化铍的添加，有效提升铜合金的加工性能，提升使用的方便性；单质钨的添加，有效提升该铜合金的导热性能，提升使用的方便性；稀土添加剂的添加，有效改善铜合金的性能。
附图说明
图1是本发明的轴套成型流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图1，本发明提供一种高性能薄壁石墨铜合金轴套，包括以下重量份的原料：纯铜80份、高纯锡9份、氧化铅8份、氯化铍1份、单质钨1份和稀土添加剂0.1份。
根据上述技术方案，高纯锡的制备方法为首先将粒状金属锡与经蒸馏水洗瓶和浓硫酸洗瓶的氯气反应，生成四氯化锡；接着将得到的四氯化锡加入1-2％重量的锡，过滤，取上层清夜，在油浴上进行分馏，截取沸点温度稳定部分114℃馏液，加入馏液重量的4-5％分析纯草酸铵过夜；再接着将得到馏液通入氨气，得到氢氧化锡沉淀，用蒸馏水洗涤2-3次，清液倒出，得到沉淀氢氧化锡，烘干；最后将得到氢氧化锡，移至石英舟，将石英舟放入石英管中，用氢气还原，温度缓缓加热100-120℃，时间30-40分钟，加热150-170℃，恒温，时间1-1.5小时，加热400-450℃，恒温，时间1-1.2小时，加热570-600℃，加热时间2-3小时，停止加热，冷却，取出得到高纯锡。
根据上述技术方案，氧化铅的制备方法为采用普通的电解铅为原料，电解参数控制为：电流密度100-200安/平方米，电压0.3-0.5伏，电解液的温度小于40摄氏度，电解液循环量控制在小于15升/分钟；电解液中添加由芳香族化合物和木质磺酸盐作为表面活性剂组成的添加剂；电解液中Ag+含量每隔18-26小时检测一次，如含量大于0.05ppm就要进行除Ag处理；所得的阴极铅经过铸锭除杂备用；接着进行氧化：将第一步所得铅锭经铸粒，球磨成粉后，进入电加热铅粉氧化焙烧炉，经过3-7小时的氧化后，用醋酸检验无铅金属后即可放料，并用带冷却水夹套的输送机送于粉碎系统，得到合格的氧化铅产品。
根据上述技术方案，氧化铍的制备方法为首先在惰性气氛下，按照每10克铍加入500-800mL乙醚的比例，向设有冷凝回流装置的反应容器中加铍粒和无水乙醚；接着向反应容器中通干燥的氯化氢气体，气泡的速度应保持反应容器中乙醚回流，反应容器温度保持在40-50℃；待铍粒完全消失，反应容器内为含少量固体杂质的透明液体；在手套箱中过滤，用200mL无水乙醚分2-3次清洗固体；滤液在手套箱中浓缩抽去乙醚后即为氯化铍固体；最后利用无水苯充分搅拌洗涤上述氯化铍固体30-60分钟并过滤，并用苯清洗固体，抽干后得到高纯氯化铍。
根据上述技术方案，单质钨的制备方法为按质量比称取氧化钨粉和铝粉，氧化钨粉和铝粉的质量比为1:(7.5-12),将氧化钨粉和铝粉分别平铺在双温区管式炉的石英管内；接着抽真空到-0.1～-0.05MPa；控制氧化钨粉温区的升温速度为3～5℃/min，升至750～1000℃；铝粉区的温度控制在700-800℃；最后保持石英管中的温度，反应2～7h后，继续抽真空保持真空度-0.1～-0.05MPa，直至双温区管式炉温度均降至室温，得到立方相单质钨。
根据上述技术方案，稀土添加剂的制备方法为首先按照粘结相原料和稀土及其重量百分数配料；接着将计量好的粘结相原料和稀土在真空熔炼炉中熔炼，浇铸成稀土-粘结相合金铸锭；再接着将制备的稀土-粘结相合金铸锭粗破碎，形成小于20mm的合金块料，然后将合金块料在真空条件下进行均匀化退火，或在电弧重熔快淬炉中快淬形成稀土-粘结相合金薄带；将均匀化退火后的稀土-粘结相合金块料，或将快淬形成的稀土-粘结相合金薄带进行吸氢处理；最后将吸氢处理的产物在氩气保护下进行球磨破碎，即得到粒度小于10微米的硬质合金用稀土添加剂。
一种高性能薄壁石墨铜合金轴套的制作方法，包括如下步骤：
1)备料：按照一定的配方比例，称取一定量的原材料，备用；
2)混料：将上述重量份的纯铜装炉，加热至1100～1200℃熔化，然后加入高纯锡、氧化铅、氯化铍和单质钨，加热融化，并打渣；接着加入稀土添加剂，待全部物料熔化后，降温至450～550℃，制成铜合金溶液，备用；
3)注塑：将铜合金溶液通过注塑机导入到轴套模具的内部；
4)冷却成型：使用水冷设备使轴套模具快速冷却，便于轴套快速成型。
实施例2：请参阅图1，本发明提供一种高性能薄壁石墨铜合金轴套，包括以下重量份的原料：纯铜85份、高纯锡11份、氧化铅11份、氯化铍3份、单质钨2份和稀土添加剂0.5份。
根据上述技术方案，高纯锡的制备方法为首先将粒状金属锡与经蒸馏水洗瓶和浓硫酸洗瓶的氯气反应，生成四氯化锡；接着将得到的四氯化锡加入1-2％重量的锡，过滤，取上层清夜，在油浴上进行分馏，截取沸点温度稳定部分114℃馏液，加入馏液重量的4-5％分析纯草酸铵过夜；再接着将得到馏液通入氨气，得到氢氧化锡沉淀，用蒸馏水洗涤2-3次，清液倒出，得到沉淀氢氧化锡，烘干；最后将得到氢氧化锡，移至石英舟，将石英舟放入石英管中，用氢气还原，温度缓缓加热100-120℃，时间30-40分钟，加热150-170℃，恒温，时间1-1.5小时，加热400-450℃，恒温，时间1-1.2小时，加热570-600℃，加热时间2-3小时，停止加热，冷却，取出得到高纯锡。
根据上述技术方案，氧化铅的制备方法为采用普通的电解铅为原料，电解参数控制为：电流密度100-200安/平方米，电压0.3-0.5伏，电解液的温度小于40摄氏度，电解液循环量控制在小于15升/分钟；电解液中添加由芳香族化合物和木质磺酸盐作为表面活性剂组成的添加剂；电解液中Ag+含量每隔18-26小时检测一次，如含量大于0.05ppm就要进行除Ag处理；所得的阴极铅经过铸锭除杂备用；接着进行氧化：将第一步所得铅锭经铸粒，球磨成粉后，进入电加热铅粉氧化焙烧炉，经过3-7小时的氧化后，用醋酸检验无铅金属后即可放料，并用带冷却水夹套的输送机送于粉碎系统，得到合格的氧化铅产品。
根据上述技术方案，氧化铍的制备方法为首先在惰性气氛下，按照每10克铍加入500-800mL乙醚的比例，向设有冷凝回流装置的反应容器中加铍粒和无水乙醚；接着向反应容器中通干燥的氯化氢气体，气泡的速度应保持反应容器中乙醚回流，反应容器温度保持在40-50℃；待铍粒完全消失，反应容器内为含少量固体杂质的透明液体；在手套箱中过滤，用200mL无水乙醚分2-3次清洗固体；滤液在手套箱中浓缩抽去乙醚后即为氯化铍固体；最后利用无水苯充分搅拌洗涤上述氯化铍固体30-60分钟并过滤，并用苯清洗固体，抽干后得到高纯氯化铍。
根据上述技术方案，单质钨的制备方法为按质量比称取氧化钨粉和铝粉，氧化钨粉和铝粉的质量比为1:(7.5-12),将氧化钨粉和铝粉分别平铺在双温区管式炉的石英管内；接着抽真空到-0.1～-0.05MPa；控制氧化钨粉温区的升温速度为3～5℃/min，升至750～1000℃；铝粉区的温度控制在700-800℃；最后保持石英管中的温度，反应2～7h后，继续抽真空保持真空度-0.1～-0.05MPa，直至双温区管式炉温度均降至室温，得到立方相单质钨。
根据上述技术方案，稀土添加剂的制备方法为首先按照粘结相原料和稀土及其重量百分数配料；接着将计量好的粘结相原料和稀土在真空熔炼炉中熔炼，浇铸成稀土-粘结相合金铸锭；再接着将制备的稀土-粘结相合金铸锭粗破碎，形成小于20mm的合金块料，然后将合金块料在真空条件下进行均匀化退火，或在电弧重熔快淬炉中快淬形成稀土-粘结相合金薄带；将均匀化退火后的稀土-粘结相合金块料，或将快淬形成的稀土-粘结相合金薄带进行吸氢处理；最后将吸氢处理的产物在氩气保护下进行球磨破碎，即得到粒度小于10微米的硬质合金用稀土添加剂。
一种高性能薄壁石墨铜合金轴套的制作方法，包括如下步骤：
1)备料：按照一定的配方比例，称取一定量的原材料，备用；
2)混料：将上述重量份的纯铜装炉，加热至1100～1200℃熔化，然后加入高纯锡、氧化铅、氯化铍和单质钨，加热融化，并打渣；接着加入稀土添加剂，待全部物料熔化后，降温至450～550℃，制成铜合金溶液，备用；
3)注塑：将铜合金溶液通过注塑机导入到轴套模具的内部；
4)冷却成型：使用水冷设备使轴套模具快速冷却，便于轴套快速成型。
基于上述，本发明的优点在于，本发明通过添加的高纯锡和氧化铅，可以有效提升铜合金的高润滑性能、耐磨性能和耐腐蚀性能，氯化铍的添加，有效提升铜合金的加工性能，提升使用的方便性；单质钨的添加，有效提升该铜合金的导热性能，提升使用的方便性；稀土添加剂的添加，有效改善铜合金的性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。