本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种粉末冶金自润滑轴承及其制备方法。
背景技术：
粉末冶金是一种以金属粉末为原料，经压制和烧结制成各种制品的加工方法。粉末冶金零件的生产工艺具有复杂零件的快速成形能力和材料高利用率的优势，因此被广泛应用。
机械在运转时会产生摩擦，为保证寿命机械之间需要润滑。特别是矿山机械，因其工作环境恶劣，钢件轴承寿命非常低，使用寿命一般为3-4个月的时间，现有的普通粉末冶金件轴承应用在矿山机械上寿命是钢件的1-1.5倍，使用寿命仍然非常短。
目前石墨元素具有较好的润滑效果，通过添加石墨能够提高润滑系统的自润滑效果，但是石墨的加入量不好控制，如果石墨加入量较小，自润滑效果较差，如果石墨加入量较多，会形成渗碳体，渗碳体硬度很高，而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大，影响轴承的压溃强度。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种粉末冶金自润滑轴承及其制备方法。本发明通过碳、铜和二硫化钼三种成分以及各成分用量相互结合、相互协同作用，使烧结体具有较好的自润滑效果，耐磨性好且压溃强度高，提高了产品的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种粉末冶金自润滑轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料混合，所述原料由如下重量百分比的组分组成：碳2-2.5％，铜1-2％，二硫化钼0.5～1.5％，铁余量；
(2)压制成型，成型后的坯体密度为6.7-6.9g/cm3；
(3)烧结；
(4)浸油处理。
优选的，所述原料混合是将碳粉、铜粉、二硫化钼粉、铁粉按所述的重量百分比混合均匀，其中碳粉以石墨粉的形式加入。
优选的，所述压制成型是将混合均匀的原料放入钢制压模中，通过模压成形的方式将原料压制成成型坯件。
优选的，骤(3)中，烧结温度为1120℃，保温30-40分钟，全程通氮气保护。
优选的，所述浸油处理的油温为75-85℃，时间为20min～30min，真空气压值0.1mpa。
本发明第二方面，提供利用上述的方法制备的轴承。
优选的，所述轴承的含油率为12％-15％。
优选的，所述轴承的洛氏硬度为60-65hrb。
优选的，所述轴承的压溃强度大于或等于550mpa。
本发明第三方面，提供上述轴承应用在矿山机械中的用途。
本发明的有益效果：
(1)通过碳、铜和二硫化钼三种成分以及各成分用量相互结合、相互协同作用，使烧结体具有较好的自润滑效果，耐磨性好且压溃强度高，提高了产品的使用寿命；
(2)本发明增加碳含量，提高了产品的自润滑效果，碳含量提高后，配合铜和二硫化钼，不会产生渗碳体，避免渗碳体产生影响产品的压溃强度；
(3)加入二硫化钼，可进一步改善铜-石墨复合材料的摩擦磨损性能，提高其耐磨性，二硫化钼以较小的颗粒均匀的分布在铜相中、铜与石墨界面处、石墨基体上，一方面改善了铜相的分布均匀性，减小了出现大颗粒铜相的几率，使铜相与对摩件接触的连续面积减小，利于减轻粘着磨损；另一方面二硫化钼与石墨可形成连续的，具有较好润滑效果的润滑膜，使轴承具有较好的耐磨性能。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
实施例1：
一种粉末冶金自润滑轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料混合，所述原料由如下重量百分比的组分组成：碳2％，铜2％，二硫化钼1.5％，铁余量；
(2)压制成型，成型后的坯体密度为6.82g/cm3；
(3)烧结，烧结温度为1120℃，保温30分钟，全程通氮气保护。
(4)浸油处理，浸32#机油，油温75℃，真空气压值0.1mpa，时间为30min；浸油后含油率为13.5％，浸油后，材料的含油率是按体积百分比进行测试计算的。
实施例2：
一种粉末冶金自润滑轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料混合，所述原料由如下重量百分比的组分组成：碳2.5％，铜1％，二硫化钼0.5％，铁余量；
(2)压制成型，成型后的坯体密度为6.83g/cm3；
(3)烧结，烧结温度为1120℃，保温40分钟，全程通氮气保护。
(4)浸油处理，浸32#机油，油温85℃，真空气压值0.1mpa，时间为20min；浸油后含油率为13.5％。浸油后，材料的含油率是按体积百分比进行测试计算的。
实施例3：
一种粉末冶金自润滑轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料混合，所述原料由如下重量百分比的组分组成：碳2.3％，铜1.5％，二硫化钼1％，铁余量；
(2)压制成型，成型后的坯体密度为6.82g/cm3；
(3)烧结，烧结温度为1120℃，保温35分钟，全程通氮气保护。
(4)浸油处理，浸32#机油，油温80℃，真空气压值0.1mpa，时间为25min；浸油后含油率为14％，浸油后，材料的含油率是按体积百分比进行测试计算的。
对比例1：
一种粉末冶金自润滑轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料混合，所述原料由如下重量百分比的组分组成：碳3％，铜1.5％，二硫化钼1％，铁余量；
(2)压制成型，成型后的坯体密度为6.82g/cm3；
(3)烧结，烧结温度为1120℃，保温35分钟，全程通氮气保护。
(4)浸油处理，浸32#机油，油温80℃，真空气压值0.1mpa，时间为25min；浸油后含油率为14％。
对比例2：
一种粉末冶金自润滑轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料混合，所述原料由如下重量百分比的组分组成：碳2.3％，二硫化钼1％，铁余量；
(2)压制成型，成型后的坯体密度为6.82g/cm3；
(3)烧结，烧结温度为1120℃，保温35分钟，全程通氮气保护。
(4)浸油处理，浸32#机油，油温80℃，真空气压值0.1mpa，时间为25min；浸油后含油率为14％。
对比例3
一种粉末冶金自润滑轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料混合，所述原料由如下重量百分比的组分组成：碳1％，铜1.5％，二硫化钼1.5％，铁余量；
(2)压制成型，成型后的坯体密度为6.82g/cm3；
(3)烧结，烧结温度为1120℃，保温35分钟，全程通氮气保护。
(4)浸油处理，浸32#机油，油温80℃，真空气压值0.1mpa，时间为25min；浸油后含油率为14％。
对比例4
一种粉末冶金自润滑轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料混合，所述原料由如下重量百分比的组分组成：碳2.3％，铜1.5％，铁余量；
(2)压制成型，成型后的坯体密度为6.82g/cm3；
(3)烧结，烧结温度为1120℃，保温35分钟，全程通氮气保护。
(4)浸油处理，浸32#机油，油温80℃，真空气压值0.1mpa，时间为25min；浸油后含油率为14％。
性能检测实验
将本发明各实施、各对比例所得的产品分别通过抗压机测定其压溃强度，通过洛氏硬度计测定其洛氏硬度；并分别记录各实施，各对比例所得的产品的平均使用寿命，平均使用寿命是10件产品在试验室高粉尘设备连续运转，且中间过程不存在维护的条件下，侧得的平均使用寿命。
测定结果如下表所示：
由上表可知，通过实施例1、实施例2、实施例3的原料和制备方法生产的轴承，在压溃强度、硬度及使用寿命方面均无明显差异，其中实施例3的压溃强度和使用寿命最优；
通过对比例1、对比例2、对比例3、对比例4的原料和制备方法生产的轴承，在压溃强度、硬度及使用寿命与实施例3所生产的产品相比较，具有明显的差异；
对比例1增加了碳含量，所生产的轴承，其硬度明显高于实施例3，压溃强度明显低于实施例3，使用寿命明显短于实施例3；对比例2不添加铜，所生产的轴承，其压溃强度明显低于实施例3，使用寿命明显短于实施例3；对比例3降低了碳含量，所生产的轴承在硬度和压溃强度与实施例3无明显差异，但其使用寿命明显短于实施例3，碳含量降低后，自润滑性变差，影响了其使用寿命；对比例4不添加二硫化钼，所生产的轴承在硬度与实施例3无明显差异，压溃强度低于实施例3，使用寿命明显短于实施例3。
因此如果减少任一一种成分，或者将成分的用量进行改变，都会影响所生产轴承的使用寿命。综上所述，本发明通过碳、铜和二硫化钼三种成分以及各成分用量相互结合、相互协同作用，使产品具有较好的自润滑效果，耐磨性好且压溃强度高，提高了产品的使用寿命。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。