专利名称：一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法
技术领域：
本发明是一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法，特别是应用于船用齿轮箱的涉及铜、锡、铅、石墨混合成分的粉末冶金推力环、推力轴承等零部件及制备方法。
背景技术：
现有技术的铜基粉末冶金推力环采用铜、锡、铅合金粉末或单元素粉末混合后整体压制、烧结而成，中间没有芯板。整体的铜基粉末冶金推力环需要的成型压力大、压坯强度差，且需要的铜、锡、铅等贵金属原材料多，而且推力环的制备方法复杂，制作成本高。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种新型的复合结构的铜基粉末冶金推力环及其制作方法，它主要由镀铜的钢芯板和由铜、锡、铅、石墨混合成分的铜基粉末冶金构成。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的
一种铜基粉末冶金推力环，包括铜芯板，所述的铜芯板上涂有锡青铜粉末作为粘接层， 所述的粘接层上复合铜基粉末冶金减摩层；
所述的铜基粉末冶金减摩层由锡粉末8 10%、铅粉末2 4%、石墨粉末1%和其余为铜粉末充分混合而成。作为优选，所述的所述的铜基粉末冶金减摩层厚度为0. 07 0. 1mm。一种铜基粉末冶金推力环的制备方法，由以下步骤组成
(1)、镀铜层在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜，镀层的厚度为0.01 0. 015mm ；
ο)、涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层
将粘接层材料锡青铜粉末堆放的时间为100 150分钟，用200目筛筛过后倒入1
号喷洒装置；
将锡粉末8 10%、铅粉末2 4%、石墨粉末和铜粉末86 88%按比例称好所需要的金属粉末，经100目过筛，放入滚筒式混料机中进行混料，混料时间为50 60分钟， 料混后装入2号喷洒装置；
将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上，用1号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为0. 07 0. IOmm的锡青铜粉末作为粘接层，再用2号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为 0. 8 1. 2mm的混铜基粉末冶金减摩层；
(3)、预烧结然后进入连续网带炉进行预烧结，烧结温度为760°C 830°C，烧结时间为30 50分钟，炉内充入氨气进行分解保护，烧结后通过炉后的冷却装置，将推力环的温度冷却至80°C以下后出炉；
G)、压制油槽将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内，用315吨油压机压制油槽，压制力为油压9 12MPa ；(5)、复烧步骤⑷后在钟罩炉内进行复烧，缓慢升温、升温过程约2小时，复烧的温度为760°C 780°C、保温时间为120分钟，烧好后随炉冷却至80°C以下出炉，烧结过程中炉内充入氨气进行分解保护；
(6)、出炉出炉后再通过整平、去初表面浮粉即可。作为优选，由以下步骤组成
(1)、镀铜层在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜，镀层的厚度为 0. 013 0. 014mm ；
O)、涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层 将粘接层材料锡青铜粉末堆放时间为120 145分钟分钟，用200目筛筛过后倒入1 号喷洒装置；
将锡粉末8 10 %、铅粉末2 4 %、石墨粉末1 %和铜粉末86 88 %按比例称好所需要的金属粉末，经100目过筛，放入滚筒式混料机中进行混料，混料时间为55 58分钟， 料混后装入2号喷洒装置；
将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上，用1号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为
0.08 0. IOmm的锡青铜粉末作为粘接层，再用2号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为0. 9
1.Imm的混铜基粉末冶金减摩层；
(3)、预烧结然后进入连续网带炉进行预烧结，烧结温度为770°C 820°C，烧结时间为35 45分钟，炉内充入氨气进行分解保护，烧结后通过炉后的冷却装置，将推力环的温度冷却至80°C以下后出炉；
G)、压制油槽将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内，用315吨油压机压制油槽，压制力为油压10 12MPa ；
(5)、复烧步骤⑷后在钟罩炉内进行复烧，缓慢升温、升温过程约2小时，复烧的温度为770°C 780°C、保温时间为120分钟，烧好后随炉冷却至80°C以下出炉，烧结过程中炉内充入氨气进行分解保护；
(6)、出炉出炉后再通过整平、去初表面浮粉即可。在经过除锈、镀铜处理的钢芯板的两侧面喷洒粘接层锡青铜粉末为Sn6-6_3，然后将预混好的铜基粉末冶金粉末喷洒在粘接层上，通过钢芯板增加铜基粉末冶金推力环的整体强度，通过减少铜基粉末冶金层厚度解决成型压力大和节约贵金属材料问题，粘接层锡青铜粉末为Sn6-6-3主要用来解决铜基粉末冶金和钢芯板的粘接强度。因此，本发明提供的一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法，推力环成型压力小， 压坯强度高，降低制造成本，同时制备方法可操作性强，成品率高。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例1
如图ι所示，一种铜基粉末冶金推力环，所述的铜芯板1上喷洒有锡青铜粉末Sn6-6-3作为粘接层2，所述的粘接层2上复合铜基粉末冶金减摩层3 ；所述的铜基粉末冶金减摩层 3由锡粉末8%、铅粉末洲、石墨粉末1%和其余为铜粉末充分混合而成。所述的锡青铜粉末粘接层厚度为0. 07mm。所述的铜基粉末冶金减摩层3成品厚度为0. 4mm。一种铜基粉末冶金推力环的制备方法，由以下步骤组成
(1)、镀铜层在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜，镀层的厚度为 0. Olmm ；
ο)、涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层
将粘接层材料锡青铜粉末堆放的时间为100分钟，用200目筛筛过后倒入1号喷洒装
置；
将锡粉末8%、铅粉末2%、石墨粉末和其余为铜粉末按比例称好所需要的金属粉末，经100目过筛，放入滚筒式混料机中进行混料，混料时间为50分钟，料混后装入2号喷洒装置；
将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上，用1号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为 0. 07mm的锡青铜粉末作为粘接层，再用2号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为0. 8mm的混铜基粉末冶金减摩层；
(3)、预烧结然后进入连续网带炉进行预烧结，烧结温度为760°C，烧结时间为30分钟，炉内充入氨气进行分解保护，烧结后通过炉后的冷却装置，将推力环的温度冷却至80°C 以下后出炉；
G)、压制油槽将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内，用315吨油压机压制油槽，压制力为油压9MPa ；
(5)、复烧步骤⑷后在钟罩炉内进行复烧，缓慢升温、升温过程约2小时，复烧的温度为760°C、保温时间为120分钟，烧好后随炉冷却至80°C以下出炉，烧结过程中炉内充入氨气进行分解保护；
(6)、出炉出炉后再通过整平、去初表面浮粉即可。效果采用该方法制造的推力环，用弯曲试验来回折弯5次后没有粉层脱落现象， 粘接强度达到整体式推力环效果。表面硬度为HB60，粉末合金层金相组织为Cu-Sn固溶体的基体均勻分布有铅、石墨及孔隙，(α + δ )相< 10%，成品减摩层厚度为0. 5mm、密度6. 9 g/cm3。各项技术指标均与整体式推力环相一致。实施例2 如图1所示，一种铜基粉末冶金推力环，所述的铜芯板1上喷洒有锡青铜粉末Sn6-6-3作为粘接层2，所述的粘接层2上复合铜基粉末冶金减摩层3 ；所述的铜基粉末冶金减摩层3由锡粉末9%、铅粉末3%、石墨粉末1%和其余为铜粉末充分混合而成。所述的锡青铜粉末粘接层厚度为0. 08mm。所述的铜基粉末冶金减摩层3成品厚度为0. 5mm。一种铜基粉末冶金推力环的制备方法，由以下步骤组成
(1)、镀铜层在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜，镀层的厚度为 0. 013mm ；
ο)、涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层
将粘接层材料锡青铜粉末堆放的时间为130分钟，用200目筛筛过后倒入1号喷洒装
置；
将锡粉末9%、铅粉末3%、石墨粉末和其余为铜粉末按比例称好所需要的金属粉末，经100目过筛，放入滚筒式混料机中进行混料，混料时间为55分钟，料混后装入2号
喷洒装置；
将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上，用1号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为 0. 08mm的锡青铜粉末作为粘接层，再用2号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为1. Omm的混铜基粉末冶金减摩层；
(3)、预烧结然后进入连续网带炉进行预烧结，烧结温度为800°C，烧结时间为40分钟，炉内充入氨气进行分解保护，烧结后通过炉后的冷却装置，将推力环的温度冷却至80°C 以下后出炉；
G)、压制油槽将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内，用315吨油压机压制油槽，压制力为油压IlMPa ；
(5)、复烧步骤⑷后在钟罩炉内进行复烧，缓慢升温、升温过程约2小时，复烧的温度为770°C、保温时间为120分钟，烧好后随炉冷却至80°C以下出炉，烧结过程中炉内充入氨气进行分解保护；
(6)、出炉出炉后再通过整平、去初表面浮粉即可。效果采用该方法制造的推力环，用弯曲试验来回折弯5次后没有粉层脱落现象，粘接强度达到整体式推力环效果。表面硬度为HB60，粉末合金层金相组织为Cu-Sn固溶体的基体均勻分布有铅、石墨及孔隙，(α + δ )相彡10%，成品减摩层厚度为0. 51mm、密度 6.92 g/cm3。各项技术指标均与整体式推力环相一致。实施例3 如图1所示，一种铜基粉末冶金推力环，所述的铜芯板1上喷洒有锡青铜粉末Sn6-6-3作为粘接层2，所述的粘接层2上复合铜基粉末冶金减摩层3 ；所述的铜基粉末冶金减摩层3由锡粉末10%、铅粉末4%、石墨粉末1%和其余为铜粉末充分混合而成。所述的锡青铜粉末粘接层厚度为0. 10mm。所述的铜基粉末冶金减摩层3成品厚度为0. 6mm。一种铜基粉末冶金推力环的制备方法，由以下步骤组成
(1)、镀铜层在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜，镀层的厚度为 0. 015mm ；
ο)、涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层
将粘接层材料锡青铜粉末堆放的时间为150分钟，用200目筛筛过后倒入1号喷洒装
置；
将锡粉末10%、铅粉末4%、石墨粉末和其余为铜粉末按比例称好所需要的金属粉末，经100目过筛，放入滚筒式混料机中进行混料，混料时间为60分钟，料混后装入2号喷洒装置；
将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上，用1号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为 0. IOmm的锡青铜粉末作为粘接层，再用2号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为1. 2mm的混铜基粉末冶金减摩层；
(3)、预烧结然后进入连续网带炉进行预烧结，烧结温度为830°C，烧结时间为50分钟，炉内充入氨气进行分解保护，烧结后通过炉后的冷却装置，将推力环的温度冷却至80°C 以下后出炉；
G)、压制油槽将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内，用315吨油压机压制油槽，压制力为油压12MPa ；(5)、复烧步骤⑷后在钟罩炉内进行复烧，缓慢升温、升温过程约2小时，复烧的温度为780°C、保温时间为120分钟，烧好后随炉冷却至80°C以下出炉，烧结过程中炉内充入氨气进行分解保护；
(6)、出炉出炉后再通过整平、去初表面浮粉即可。
效果采用该方法制造的推力环，用弯曲试验来回折弯5次后没有粉层脱落现象， 粘接强度达到整体式推力环效果。表面硬度为HB60，粉末合金层金相组织为Cu-Sn固溶体的基体均勻分布有铅、石墨及孔隙，(α + δ )相< 10%，成品减摩层厚度为0. 54mm、密度 6.97 g/cm3。各项技术指标均与整体式推力环相一致。
权利要求
1.一种铜基粉末冶金推力环，其特征在于包括铜芯板(1)，所述的铜芯板(1)上涂有锡青铜粉末作为粘接层O)，所述的粘接层( 上复合铜基粉末冶金减摩层(3)；所述的铜基粉末冶金减摩层(3)由锡粉末8 10%、铅粉末2 4%、石墨粉末1%和其余为铜粉末充分混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种铜基粉末冶金推力环，其特征在于所述的所述的铜基粉末冶金减摩层(3)厚度为0. 07 0. 1mm。
3.一种铜基粉末冶金推力环的制备方法，其特征在于由以下步骤组成(1)、镀铜层在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜，镀层的厚度为0.01 0. 015mm ；ο)、涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层将粘接层材料锡青铜粉末堆放的时间为100 150分钟，用200目筛筛过后倒入1号喷洒装置；将锡粉末8 10%、铅粉末2 4%、石墨粉末和其余为铜粉末按比例称好所需要的金属粉末，经100目过筛，放入滚筒式混料机中进行混料，混料时间为50 60分钟，料混后装入2号喷洒装置；将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上，用1号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为0. 07 0. IOmm的锡青铜粉末作为粘接层，再用2号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为 0. 8 1. 2mm的混铜基粉末冶金减摩层；(3)、预烧结然后进入连续网带炉进行预烧结，烧结温度为760°C 830°C，烧结时间为30 50分钟，炉内充入氨气进行分解保护，烧结后通过炉后的冷却装置，将推力环的温度冷却至80°C以下后出炉；G)、压制油槽将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内，用315吨油压机压制油槽，压制力为油压9 12MPa ；(5)、复烧步骤⑷后在钟罩炉内进行复烧，缓慢升温、升温过程约2小时，复烧的温度为760°C 780°C、保温时间为120分钟，烧好后随炉冷却至80°C以下出炉，烧结过程中炉内充入氨气进行分解保护；(6)、出炉出炉后再通过整平、去初表面浮粉即可。
4.根据权利要求3所述的一种铜基粉末冶金推力环，其特征在于由以下步骤组成 (1)、镀铜层在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜，镀层的厚度为.0. 013 0. 014mm ；O)、涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层将粘接层材料锡青铜粉末堆放时间为120 145分钟分钟，用200目筛筛过后倒入1号喷洒装置；将锡粉末8 10%、铅粉末2 4%、石墨粉末和其余为铜粉末按比例称好所需要的金属粉末，经100目过筛，放入滚筒式混料机中进行混料，混料时间为55 58分钟， 料混后装入2号喷洒装置；将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上，用1号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为.0.08 0. IOmm的锡青铜粉末作为粘接层，再用2号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为0. 9 .1.Imm的混铜基粉末冶金减摩层；(3)、预烧结然后进入连续网带炉进行预烧结，烧结温度为770°C 820°C，烧结时间为35 45分钟，炉内充入氨气进行分解保护，烧结后通过炉后的冷却装置，将推力环的温度冷却至80°C以下后出炉；G)、压制油槽将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内，用315吨油压机压制油槽，压制力为油压10 12MPa ；(5)、复烧步骤⑷后在钟罩炉内进行复烧，缓慢升温、升温过程约2小时，复烧的温度为770°C 780°C、保温时间为120分钟，烧好后随炉冷却至80°C以下出炉，烧结过程中炉内充入氨气进行分解保护；(6)、出炉出炉后再通过整平、去初表面浮粉即可。
全文摘要
本发明是一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法，特别是应用于船用齿轮箱的涉及铜、锡、铅、石墨混合成分的粉末冶金推力环、推力轴承等零部件及制备方法。包括铜芯板，铜芯板上涂有锡青铜粉末作为粘接层，粘接层上复合铜基粉末冶金减摩层；铜基粉末冶金减摩层由锡粉末8～10%、铅粉末2～4%、石墨粉末1%和其余为铜粉末充分混合而成。将配方经过以下步骤镀铜层→涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层→预烧结→压制油槽→复烧→出炉。一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法推力环成型压力小，压坯强度高，降低制造成本，同时制备方法可操作性强，成品率高。
文档编号F16C33/14GK102230493SQ20111015305
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日
发明者杨朝良, 蔡建平, 钟云达 申请人:杭州发达齿轮箱集团有限公司