一种含油轴承环的粉末冶金‑轧制成形的制造方法技术

本发明专利技术属于机械制造技术领域。一种含油轴承环的粉末冶金‑轧制成形的制造方法，其特征在于包括如下步骤：1)获得构成冶金粉末型腔的外环和内环：这两个环件同心放置构成冶金粉末型腔；2)准备原材料：按照Al粉、Cu粉所占重量百分比例为：Al粉85%~90%、Cu粉10%~15%，准备；3）电镀包覆：将铜粉电镀到铝粉的表面，电镀后铝粉表面包覆一层铜粉；4）混料；5）冶金粉末型腔中压制成形；6）还原烧结；7）环坯烧结后轧制成形；8）粉末冶金‑轧制成形的环件精整；9）清洗；10）浸油，使孔隙浸满润滑油，得到含油轴承环。这种轴承环不仅能较好的储油避免轴与轴承环硬质接触，而且有完整的金属流线来提高轴承承载能力，延长轴承使用寿命。

Manufacturing method of forming a bearing ring of powder metallurgy rolling

The invention belongs to the field of mechanical manufacturing technology. Manufacturing method of forming a bearing ring of powder metallurgy rolling, which comprises the following steps: 1) to obtain a metallurgical powder cavity of the outer ring and the inner ring of the two concentric ring placed constitute metallurgical powder cavity; 2) preparation of raw materials: Al powder and Cu powder according to the weight percentage: Al powder 85%~90%, Cu powder 10%~15%, preparation; 3): copper plating plating coating surface to aluminum, coated with a layer of copper aluminum surface after plating; 4) mixture; 5) forming powder metallurgy mold cavity; 6) reducing sintering; 7) ring billet rolling after sintering 8) forming; powder metallurgy forming rolling ring finishes; 9) cleaning; 10) oil, make the pore filled with lubricating oil, get the oil bearing ring. The bearing ring not only can better oil storage, avoid the hard contact between the shaft and bearing ring, but also has a complete metal streamline to improve bearing capacity and prolong the service life of the bearing.

【技术实现步骤摘要】
一种含油轴承环的粉末冶金-轧制成形的制造方法
本专利技术涉及一种含油轴承环的粉末冶金-轧制成形的制造方法，属于机械制造
技术背景目前市场上多数含油轴承环通过粉末冶金方式生产获得，这类轴承环利用铜粉或铁粉作为主要基体材料，经过混料、压制成形、还原烧结、精整、清洗，最后真空浸油而成自润滑轴承，这类轴承主要用于低载荷、低转速工况。现有的生产含油轴承的方法主要是利用轴与轴承之间间隙储油(如专利申请号201010618480.X)或是利用粉末冶金孔隙储油(如专利申请号201510822757.3)。在实际工作中，这类轴承环与传动轴直接接触易因润滑油不足形成硬质接触而严重磨损。另外，粉末冶金获得的轴承环没有完整的金属流线不能承受较大的载荷。现有的轴承环轧制成形技术(如专利申请号201310013103.7，专利申请号201510610173.X)主要关注于轴承环金属流线形成，没有考虑轴承环储油自润滑。因此，本专利技术提出一种含油轴承环的粉末冶金-轧制成形的制造方法。
技术实现思路
本发的目的是提供一种含油轴承环的粉末冶金-轧制成形的制造方法。这种轴承环不仅能较好的储油避免轴与轴承环硬质接触，而且有完整的金属流线来提高轴承承载能力，延长轴承使用寿命。为了实现上述目标，本专利技术采取如下的技术方案：一种含油轴承环的粉末冶金-轧制成形的制造方法，其特征在于包括如下步骤：1)获得构成冶金粉末型腔的外环和内环：内环和外环经过轧制成形形成直径不同高度相同的两个环，这两个环件同心放置构成冶金粉末型腔；通过轧制成形改变两个环件的塑性变形能力，保证两个环件与冶金粉末塑性变形能力一致；2)准备原材料：按照Al粉、Cu粉所占重量百分比例为：Al粉85％～90％、Cu粉10％～15％，准备Al粉和Cu粉；3)电镀包覆：将铜粉电镀到铝粉的表面，电镀后铝粉表面包覆一层铜粉，便于在混料过程中合金更加均匀；4)混料，混料时间以冶金粉末混合均匀为佳；5)冶金粉末型腔中压制成形：将混合后的粉末用100目的漏斗进行筛选，去掉100目不能通过的粉末，然后将过筛的粉末装入步骤1)中环件构成的冶金粉末型腔中，利用成形模具在高压下压实粉末，使冶金粉末在环件构成的型腔中压实形成环坯；6)还原烧结：将步骤5)压实形成的环坯在高温网带电炉中进行烧结，调试烧结炉参数网速，设置低温区、高温区、降温区的温度和保护气氛；7)环坯烧结后轧制成形：将经过烧结获得的轴承环坯放置在径轴向辗环机上，驱动辊与环坯外层外表面接触并保持外切，芯辊与环坯内层内表面接触并保持内切；驱动辊带动环坯和芯辊旋转运动，同时芯辊沿着环坯径向作直线进给运动；轴向轧制的锥辊保持旋转来消除宽展和鱼尾缺陷；8)粉末冶金-轧制成形的环件精整：将烧结并轧制成形的环件按尺寸要求进行超精处理，以便满足使用要求；9)清洗：将精整后的轴承环件放置在超声波清洗机中清洗，去掉杂质和污垢；10)浸油：将粉末烧结-轧制成形的轴承环件放置在真空浸油机中，在负大气压下将润滑油浸入轴承孔隙中，使孔隙浸满润滑油，得到含油轴承环。步骤1)中的外环的外侧面上设有滚道型面。步骤2)中：Al粉的粒径是100目，Cu粉的粒径是200目。步骤4)中：混料时间大于等于1小时。步骤5)中利用成形模具在高压下压实粉末为：加压500Mpa，密度2.3～2.7g/cm3。步骤6)中：在高温网带电炉中进行烧结，调试烧结炉参数网速为54mm/min，设置低温区为375℃、高温区为510℃、降温区为460℃的温度和保护气氛，烧结时间2小时。本专利技术的有益效果是：将粉末冶金工艺和双金属环轧制成形工艺结合得到的一种含油轴承环的粉末冶金-轧制成形的制造方法，不仅制造的含油轴承环(轴承环件)通过冶金粉末孔隙储油实现轴承的自润滑，避免了轴承环因润滑油不足形成硬质接触而磨损，而且通过轧制成形得到的轴承环具有了金属流线沿着环件周向分布特点，显著改善了轴承环件内部组织和力学性能，提高了轴承环的承载能力。此外，环件轧制成形时增加滚道型面，使含油轴承环具有滚动轴承环工作特点，扩大粉末冶金-轧制成形的轴承环使用范围。附图说明图1是本专利技术两个环件同心放置构成冶金粉末型腔(左图：没有滚道型面，右图：有滚道型面)。图2是本专利技术冶金粉末在环件构成的型腔中压实形成毛坯(左图：没有滚道型面，右图：有滚道型面)。图3是本专利技术粉末冶金-轧制成形示意图。图4是本专利技术粉末冶金-轧制成形的含油轴承环(左图：没有滚道型面，右图：有滚道型面)。图中：1-驱动辊，2-导向辊，3-环坯外层环，4-冶金粉末环，5-环坯内层环，6-芯辊，7-锥辊，8-环件外层环，9-冶金粉末成形环，10-环件内层环。具体实施方式下面具体结合附图与实例对本专利技术作进一步说明。一种含油轴承环的粉末冶金-轧制成形的制造方法，包括如下步骤：1)将两个环件毛坯放置在径轴向辗环机上轧制变形，获得直径不同高度相同的环坯外层环(即外环)3和环坯内层环(即内环)5，环坯外层环3和环坯内层环5同心放置构成冶金粉末型腔，如图1所示。环坯外层环3和环坯内层环5经过轧制变形后预留一定的塑形变形能力(例如材料为GCr15钢，环坯外层环3外径70mm，内径40mm，高20mm；环坯内层环5外径40mm，内径22mm，高20mm；经过轧制变形环3外径变成80mm，内径变成55.6mm，壁厚预留5mm减薄量；环5外径变成40mm，内径变成34.4mm，壁厚预留5mm减薄量)，保证环坯外层环3和环坯内层环5与冶金粉末塑性变形能力一致。2)准备原材料：按照重量百分比例准备Al粉85％～90％、Cu粉10％～15％。Al粉的粒径是100目，Cu粉的粒径是200目。3)电镀包覆：将铜粉电镀到铝粉的表面，电镀后铝粉表面包覆一层铜粉，便于在混料过程中合金更加均匀。4)混料，混料时间大于等于1小时，保证Al粉和Cu粉混合均匀(即得到冶金粉末)。5)冶金粉末型腔中压制成形：将混合后的粉末(即冶金粉末)用100目的漏斗进行筛选，去掉100目不能通过的粉末，然后将过筛的粉末装入步骤1)中环件构成的冶金粉末型腔中，调试冶金粉末压制成形模具，加压500Mpa，密度2.3～2.7g/cm3。冶金粉末在环坯外层环3和环坯内层环5构成的空腔中形成冶金粉末环(或称环坯，或称毛坯)4，如图2所示。6)将压制形成的冶金粉末环4和构成型腔的环坯外层环3和环坯内层环5在高温网带电炉中进行烧结，调试烧结炉参数网速54mm/min，设置低温区375℃、高温区510℃、降温区460℃的温度和保护气氛，烧结时间2小时，烧结后冶金粉末环件径向压溃强度不低于300MPa；得到经过烧结获得的轴承环坯。7)环坯烧结后轧制成形：将经过烧结获得的轴承环坯放置在径轴向辗环机上(如图3所示)，驱动辊与环坯外层环3外表面接触并保持外切，芯辊与环坯内层环5内表面接触并保持内切。驱动辊带动环坯和芯辊旋转运动，同时芯辊沿着环坯径向作直线进给运动。轴向轧制的锥辊7保持旋转来消除宽展和鱼尾缺陷。经过轧制成形获得的轴承环件(如图4所示)外层环8、冶金粉末成形环9、环件内层环10直径扩大，厚度减薄，高度不变。8)粉末冶金-轧制成形的环件精整：将烧结并轧制成形的环件按尺寸要求(具体尺寸外径105mm，内径72.7mm，高20mm)进行超精处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含油轴承环的粉末冶金‑轧制成形的制造方法，其特征在于包括如下步骤：1)获得构成冶金粉末型腔的外环和内环：内环和外环经过轧制成形形成直径不同高度相同的两个环，这两个环件同心放置构成冶金粉末型腔；通过轧制成形改变两个环件的塑性变形能力；2)准备原材料：按照Al粉、Cu粉所占重量百分比例为：Al粉85％～90％、Cu粉10％～15％，准备Al粉和Cu粉；3)电镀包覆：将铜粉电镀到铝粉的表面，电镀后铝粉表面包覆一层铜粉；4)混料；5)冶金粉末型腔中压制成形：将混合后的粉末用100目的漏斗进行筛选，去掉100目不能通过的粉末，然后将过筛的粉末装入步骤1)中环件构成的冶金粉末型腔中，利用成形模具在高压下压实粉末，使冶金粉末在环件构成的型腔中压实形成环坯；6)还原烧结：将步骤5)压实形成的环坯在高温网带电炉中进行烧结，调试烧结炉参数网速，设置低温区、高温区、降温区的温度和保护气氛；7)环坯烧结后轧制成形：将经过烧结获得的轴承环坯放置在径轴向辗环机上，驱动辊与环坯外层外表面接触并保持外切，芯辊与环坯内层内表面接触并保持内切；驱动辊带动环坯和芯辊旋转运动，同时芯辊沿着环坯径向作直线进给运动；轴向轧制的锥辊保持旋转来消除宽展和鱼尾缺陷；8)粉末冶金‑轧制成形的环件精整：将烧结并轧制成形的环件按尺寸要求进行超精处理，以便满足使用要求；9)清洗：将精整后的轴承环件放置在超声波清洗机中清洗，去掉杂质和污垢；10)浸油：将粉末烧结‑轧制成形的轴承环件放置在真空浸油机中，在负大气压下将润滑油浸入轴承孔隙中，使孔隙浸满润滑油，得到含油轴承环。...

【技术特征摘要】
1.一种含油轴承环的粉末冶金-轧制成形的制造方法，其特征在于包括如下步骤：1)获得构成冶金粉末型腔的外环和内环：内环和外环经过轧制成形形成直径不同高度相同的两个环，这两个环件同心放置构成冶金粉末型腔；通过轧制成形改变两个环件的塑性变形能力；2)准备原材料：按照Al粉、Cu粉所占重量百分比例为：Al粉85％～90％、Cu粉10％～15％，准备Al粉和Cu粉；3)电镀包覆：将铜粉电镀到铝粉的表面，电镀后铝粉表面包覆一层铜粉；4)混料；5)冶金粉末型腔中压制成形：将混合后的粉末用100目的漏斗进行筛选，去掉100目不能通过的粉末，然后将过筛的粉末装入步骤1)中环件构成的冶金粉末型腔中，利用成形模具在高压下压实粉末，使冶金粉末在环件构成的型腔中压实形成环坯；6)还原烧结：将步骤5)压实形成的环坯在高温网带电炉中进行烧结，调试烧结炉参数网速，设置低温区、高温区、降温区的温度和保护气氛；7)环坯烧结后轧制成形：将经过烧结获得的轴承环坯放置在径轴向辗环机上，驱动辊与环坯外层外表面接触并保持外切，芯辊与环坯内层内表面接触并保持内切；驱动辊带动环坯和芯辊旋转运动，同时芯辊沿着环坯径向作直线进给运动；轴向轧制的锥辊保持旋转来消除宽展和鱼尾缺陷；8)粉末冶金-轧制成形的环件精...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓松，华林，朱涛，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42