一种高强度碳化硅轴承及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度碳化硅轴承的制备方法，包括：1）将海绵铁、锰铁、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛混合后进行预热处理；接着加入精炼剂进行精炼得到熔融铁水，紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后型胚再进行二次烧结即制得所述高强度碳化硅轴承；其中，按照重量份计，所述海绵铁、锰铁、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛的用量比为100：15‑35：10‑30：2.5‑3.9：0.6‑1.0：0.5‑1.5：0.05‑0.19：0.05‑0.08：0.75‑1.25。该高强度碳化硅轴承具有抗折强度高、洛氏硬度高及抗压强度高等优异的机械性能；具且使用寿命长，运转精确度高。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度碳化硅轴承及其制备方法
本专利技术涉及汽车零部件领域，具体地，涉及一种高强度碳化硅轴承及其制备方法。
技术介绍
轴承（Bearing）是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数（frictioncoefficient），并保证其回转精度。在机器的使用过程中，轴承处于连续高强度的工作状态，且轴承的强度等机械性能的优劣会直接影响机器正常运转。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高强度碳化硅轴承及其制备方法，该高强度碳化硅轴承具有抗折强度高、洛氏硬度高及抗压强度高等优异的机械性能；具且使用寿命长，运转精确度高。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种高强度碳化硅轴承的制备方法，所述制备方法包括：先将海绵铁、锰铁、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛混合后进行预热处理；接着加入精炼剂进行精炼得到熔融铁水，紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后型胚再进行二次烧结即制得所述高强度碳化硅轴承；其中，按照重量份计，所述海绵铁、锰铁、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛的用量比为100：15-35：10-30：2.5-3.9：0.6-1.0：0.5-1.5：0.05-0.19：0.05-0.08：0.75-1.25。通过上述技术方案，本专利技术将海绵铁、锰铁、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛按照特定的用量比例进行混合后，先进行预热处理，接着进行精炼、浇注得到型胚，最后将型胚进行二次烧结以制得高强度碳化硅轴承。该方法制得的碳化硅轴承具有抗折强度高、洛氏硬度高及抗压强度高等优异的机械性能；具且使用寿命长，运转精确度高。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种高强度碳化硅轴承的制备方法，所述制备方法包括：先将海绵铁、锰铁、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛混合后进行预热处理；接着加入精炼剂进行精炼得到熔融铁水，紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后型胚再进行二次烧结即制得所述高强度碳化硅轴承；其中，按照重量份计，所述海绵铁、锰铁、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛的用量比为100：15-35：10-30：2.5-3.9：0.6-1.0：0.5-1.5：0.05-0.19：0.05-0.08：0.75-1.25。本专利技术中，所使用的精炼的具体条件可以在宽的范围内选，但是为了提高精炼的效果进而提高制得的轴承的强度，优选地，所述精炼过程为：加入精炼剂，在1100-1200℃进行第一次精炼，时间为3-4h；接着以100-110℃/h的升温速率升温到1500-1600℃进行第二次精炼，时间为1-2h。本专利技术中，所使用的精炼剂的种类可以在宽的范围内选，但是为了进一步提高制得的轴承的强度，优选地，所述精炼剂是由以下方法制备而得：将蒙脱土、氧化铈、凹凸棒土、石墨纤维、硅钡和牌号KH550的硅烷偶联剂进行混合、加热熔融，最后水冷、干燥后破碎成颗粒平均粒径为10-25mm的所述精炼剂。另外，在精炼剂的制备过程中，各原料的具体用量可以在宽的范围内调节控制，但是为了提高制得的精炼剂的使用效果，优选地，所述蒙脱土、氧化铈、凹凸棒土、石墨纤维、硅钡和牌号KH550的硅烷偶联剂的重量比为100：0.02-0.07：0.2-0.6：0.3-0.5：0.05-0.15：5-15。在上述精炼剂的制备过程中，所述熔融的条件可以控制在宽的范围内，但是为了提高精炼剂的制备效果，优选地，所述熔融的条件为：温度为400-600℃，时间为3-4h。在上述精炼剂的制备过程中，所述冷却的条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高冷却的效果，优选地，所述冷却的条件为：温度为30-60℃，时间为3-6h；同时，所述干燥的条件也可以在宽的范围内选择，但是为了提高制备效率，进一步优选地，所述干燥的条件为：温度为50-70℃，时间为10-12h。本专利技术的技术方案中，所述预热处理的条件可以在较宽范围内调节，但是为了提高预热效果即制备效率，优选地，所述预热处理的温度为1600-1800℃，预热处理的时间为4-5h。在本专利技术中使用的锰铁中锰的含量可以在宽的范围内选择，但是为了提高制得的轴承的强度，优选地，所述锰铁中锰的含量为0.2%-0.5%。本专利技术中，二次烧结的具体条件可以在宽的范围内调节，但是为了提高烧结的效率和效果进而提高制得的轴承的强度，优选地，所述二次烧结的条件为：先将所述型胚在2000-2200℃煅烧3-4h，接着以100-110℃/h的速率降温至1200-1500℃煅烧10-12h，最后再以100-110℃/h的速率降温至500-600℃后直接水冷，即制得所述高强度碳化硅轴承。本专利技术还提供了一种上述制备方法制得的高强度碳化硅轴承。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。实施例1将海绵铁、锰铁（锰铁中锰的含量为0.2%）、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛按照100：15：10：2.5：0.6：0.5：0.05：0.05：0.75的重量比混合后，先在1600℃预热处理5h；接着，加入精炼剂，在1100℃精炼3h，再以100℃/h升温到1500℃精炼2h得到熔融铁水；紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚，最后，先将所述型胚在2000℃煅烧3h，接着以100℃/h的速率降温至1200℃煅烧12h，最后再以100℃/h的速率降温至500℃后直接水冷，即制得所述高强度碳化硅轴承，记作A1。其中，所用精炼剂由下述方法制得：将蒙脱土、氧化铈、凹凸棒土、石墨纤维、硅钡和牌号KH550的硅烷偶联剂按照100：0.02：0.2：0.3：0.05：5的重量比混合、在400℃加热熔融4h，最后在30℃冷却3h，并在50℃干燥12h后破碎成颗粒平均粒径为15mm的所述精炼剂。实施例2将海绵铁、锰铁（锰铁中锰的含量为0.3%）、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛按照100：25：20：3.1：0.8：1.2：0.08：0.06：1.0的重量比混合后，先在1700℃预热处理4.5h；接着，加入精炼剂，在1200℃精炼3h，再以100℃/h升温到1500℃精炼2h得到熔融铁水；紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚，最后，先将所述型胚在2100℃煅烧4h，接着以100℃/h的速率降温至1300℃煅烧11h，最后再以100℃/h的速率降温至500℃后直接水冷，即制得所述高强度碳化硅轴承，记作A1。其中，所用精炼剂由下述方法制得：将蒙脱土、氧化铈、凹凸棒土、石墨纤维、硅钡和牌号KH550的硅烷偶联剂按照100：0.05：0.4：0.4：0.12：12的重量比混合、在500℃加热熔融4h，最后在50℃冷却4h，并在60℃干燥12h后破碎成颗粒平均粒径为20mm的所述精炼剂。实施例3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度碳化硅轴承的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将海绵铁、锰铁、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛混合后进行预热处理；接着加入精炼剂进行精炼得到熔融铁水，紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后型胚再进行二次烧结即制得所述高强度碳化硅轴承；其中，按照重量份计，所述海绵铁、锰铁、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛的用量比为100：15‑35：10‑30：2.5‑3.9：0.6‑1.0：0.5‑1.5：0.05‑0.19：0.05‑0.08：0.75‑1.25。

【技术特征摘要】
1.一种高强度碳化硅轴承的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将海绵铁、锰铁、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛混合后进行预热处理；接着加入精炼剂进行精炼得到熔融铁水，紧接着将熔融铁水进行浇铸成型制得型胚；最后型胚再进行二次烧结即制得所述高强度碳化硅轴承；其中，按照重量份计，所述海绵铁、锰铁、废钢、碳化硅、氮化硼、镍、铌、铼和氧化钛的用量比为100：15-35：10-30：2.5-3.9：0.6-1.0：0.5-1.5：0.05-0.19：0.05-0.08：0.75-1.25。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述精炼过程为：加入精炼剂，在1100-1200℃进行第一次精炼，时间为3-4h；接着以100-110℃/h的升温速率升温到1500-1600℃进行第二次精炼，时间为1-2h。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述精炼剂是由以下方法制备而得：将蒙脱土、氧化铈、凹凸棒土、石墨纤维、硅钡和牌号KH550的硅烷偶联剂进行混合、加热熔融，最后冷却、干燥后破碎成颗粒平均粒径为10-25mm的所述精炼剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茜，张俊辉，
申请(专利权)人：安徽东迅密封科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34