本发明专利技术涉及合金制备技术领域，具体为一种滑动轴承用合金粉末及其制备方法，其中一种滑动轴承用合金粉末，包含以下重量百分数组分：Cu：80～87％；Sn：4～10％；Al：4～10％；Ni：2～4％；Fe：4～6％；Mn：0.5～2.5％。制备方法包括S1预熔炼；S2熔炼；S3雾化制备；S4筛选干燥等步骤。本发明专利技术解决了现有滑动轴承用合金制备成本高的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金的生产制造，具体为一种滑动轴承用合金粉末及其制备方法。
技术介绍
1、合金是制造滑动轴承的常用材料之一，其中cu-sn-ni(铜锡镍)系合金由于具有优良的耐腐蚀性能、减摩性能、导热性能及机械加工性能，已被广泛应用于制造滑动轴承。
2、现有技术中如公开号为cn105463243a的中国专利提供了滑动轴承合金材料及其制备方法，其通过向cu-sn-ni合金中添加贵金属元素、稀土元素、铝元素和润滑物元素(铋和碳)，结合真空熔炼浇铸的制备方法，提高了合金的抗压强度，用于滑动轴承的制造使其具有更好的耐磨性能和抗疲劳性能。
3、但是上述现有技术存在以下问题：
4、1.合金材料中使用了较多量的稀土元素和贵金属元素，导致合金制造成本大幅提高，不利于大规模的工业化生产和应用；
5、2.采用传统的制造工艺浇铸制造工艺，铸造过程中受人为影响因素较多，导致合金质量一致性不高，内部晶粒组织粗大且存在成分偏析，影响滑动轴承的使用寿命和可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种滑动轴承用合金粉末及其制备方法，用于解决现有cu-sn-ni合金用于制备滑动轴承时，制造成本高且生产制造工艺落后的技术问题。
2、本申请提供如下技术方案，一种滑动轴承用合金粉末，包含以下重量百分数组分：cu：80～87％；sn：4～10％；al：4～10％；ni：1～3％；fe：3～5％；mn：0.5～1.5％。
3、本专利技术的原理和有益效果：</p>4、本专利技术申请人主要从事风电齿轮箱的设计制造，其中风电齿轮箱中需要应用到较多滑动轴承，相比于其他的滑动轴承，风电滑动轴承在性能层面上对其表面硬度和耐磨性能要求较高。更具体的，风电滑动轴承需要在保证其表面硬度足够的情况下兼具耐磨性能和减磨性能。
5、现有技术中在解决上述问题是主要有两种方法：一种是在铜锡镍合金中添加稀土金属和贵金属调控合金的强度和硬度，如
技术介绍
中所述；二是选用高熵合金粉末，通过调配合金元素的组分比例，制成适合风电滑动轴承用的合金粉末。但是上述方案均需要使用到价格昂贵的贵金属，使得生产成本较高。同时，在铜锡镍合金中添加稀土金属和贵金属调控合金的强度和硬度往往会将合金的表面硬度提高过多从而损失了合金的减磨性能，而使用高熵合金也会有同样的问题。
6、本申请专利技术人在现有铜锡镍合金的使用基础上进行了创新改造，在不引入贵金属的情况下对铜锡镍合金的成分进行适当调配，并引入适量的al元素和少量的fe和mn元素，在提升了原有铜锡镍合金的力学性能上，能够利用mn和fe的相互作用提高合金材料的减摩性能，使得合金具有良好的自润滑性能。
7、进一步，所述一种滑动轴承用合金粉末，包含以下重量百分数组分：cu：81％；sn：8％；al：4％；ni：2％；fe：4％；mn：1％。
8、本申请中，采用此重量比组分制成的合金粉末力学性能和自润滑性能较为平衡。
9、进一步，所述一种滑动轴承用合金粉末，包含以下重量百分数组分：cu：81％；sn：4％；al：8％；ni：2％；fe：4％；mn：1％。
10、本申请中，采用此重量比组分制成的合金粉末力学性能更佳，同时其自润滑性能也能达到滑动轴承的使用标准。
11、进一步，所述一种滑动轴承用合金粉末，包含以下重量百分数组分：cu：81％；sn：6％；al：6％；ni：2％；fe：4％；mn：1％。
12、本申请中，采用此重量比组分制成的合金粉末自润滑性能更佳，同时能够兼具滑动轴承所需的力学性能。
13、进一步，所述一种滑动轴承用合金粉末中，所述sn和al中任意一项的重量百分数取最大值或最小值时，另外一项的重量百分数不取最大值和最小值。
14、本申请中，当sn和al分别取端点重量分数时，会导致合金中sn和al元素的比例失调，会导致合金粉末中出现裂纹，造成合金的力学性能出现严重下滑。
15、本申请还包括一种滑动轴承用合金粉末的制备方法，包括以下步骤：
16、s1预熔炼：将各组分原料按照质量百分比均匀混合，在真空环境下充入保护气体使用非自耗电极电弧熔炼炉进行预熔炼，熔炼后冷却得到预熔炼混合物；
17、s2熔炼：对预熔炼混合物进行真空高频感应熔炼，得到熔炼混合物；
18、s3制备合金粉末：对熔炼混合物在真空环境下，进行气雾化制备合金粉末，制得不同粒径的铜基合金粉末；
19、s4筛选干燥：对所述铜基合金粉末进行粒径筛分、粉末干燥后，对其进行真空封装保存。
20、本方法的有益效果：本方法采用真空非自耗电极电弧预熔炼-真空高频感应熔炼－真空感应气雾化操作处理，避免了熔体冷却速度慢、显微组织粗大、成分偏析以及粗大的第二相颗粒的形成，保证了合金粉末粒径分布合理以及微观组织间隙细小，提高了合金粉末的力学性能和自润滑性能。
21、进一步，所述s1中原料采用纯单质坯料，坯料纯度不低于99.99％。
22、本申请中，使用纯度较高的单质坯料能够有效减少制备合金中的杂质，对合金材料的力学性能有明显的提升。
23、进一步，所述s1中真空环境真空度为5×10-4pa，保护气体包括氩气；所述非自耗电极电弧熔炼炉电流强度为200～500a，熔炼时间为5～10min，熔炼次数为5～10次，冷却时间为15～30min。
24、本申请中，使用非自耗电极电弧熔炼炉对合金原料进行预熔炼能够有效减小熔炼时间，同时能够熔炼温度高且保护性好，能够避免原料在预熔炼过程中出现烧结损失。
25、进一步，所述s2中真空环境真空度为4～10pa，保护气体为氩气；感应功率设置为15～30kw，感应时间设置为15～30min。
26、本申请中，使用高频感应熔炼技术对合金粉末进行熔炼，一是高效环保，相比于高温固溶等方式其使用费用降低且对环境友好；二是高频感应熔炼技术熔炼温度高，保证了合金原料的充分均匀。
27、进一步，所述s3中气雾化气体包括高纯氩气，真空环境真空度不低于5×10-4pa；感应熔炼功率设置为15～30kw，感应熔炼时间设置为15～30min。
28、本申请中，使用真空雾化技术对熔炼合金冷却制粉，能够快速将合金液体快速冷凝为固体粉末，消除了由于冷凝时间较长导致合金出现第二相的宏观偏析和微观组织粗大的问题。
29、进一步，所述s4中，筛选后合金粉末粒径范围50～150μm，中位数保持在95～105μm。
30、本申请中，筛选合金粉末使其粒径范围保持在合适范围能够有效提升其力学性能和自润滑性能。合金粉末的粒径分布较宽会导致合金粉末的力学性能下降。
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【技术保护点】
1.一种滑动轴承用合金粉末，其特征在于：包含以下重量百分数组分：Cu：80～87％；Sn：4～10％；Al：4～10％；Ni：1～3％；Fe：3～5％；Mn：0.5～1.5％。
2.根据权利要求1中所述的一种滑动轴承用合金粉末，其特征在于：包含以下重量百分数组分：Cu：81％；Sn：8％；Al：4％；Ni：2％；Fe：4％；Mn：1％。
3.根据权利要求1中所述的一种滑动轴承用合金粉末，其特征在于：包含以下重量百分数组分：Cu：81％；Sn：4％；Al：8％；Ni：2％；Fe：4％；Mn：1％。
4.根据权利要求1中所述的一种滑动轴承用合金粉末，其特征在于：包含以下重量百分数组分：Cu：81％；Sn：6％；Al：6％；Ni：2％；Fe：4％；Mn：1％。
5.根据权利要求1所述的一种滑动轴承用合金粉末，其特征在于：所述Sn和Al中任意一项的重量百分数取最大值或最小值时，另外一项的重量百分数不取最大值和最小值。
6.用于权利要求1～5任意一项中所述的一种滑动轴承用合金粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种滑动轴承用合金粉末的制备方法，其特征在于：所述S1中真空环境真空度为5×10-4Pa，保护气体包括氩气；所述非自耗电极电弧熔炼炉电流强度为200～500A，熔炼时间为5～10min，熔炼次数为5～10次，冷却时间为15～30min。
8.根据权利要求7所述的一种滑动轴承用合金粉末的制备方法，其特征在于：所述S2中真空环境真空度为4～10Pa，保护气体为氩气；高频感应熔炼功率设置为15～30kW，熔炼时间设置为15～30min。
9.根据权利要求8所述的一种滑动轴承用合金粉末的制备方法，其特征在于：所述S3中气雾化气体包括高纯氩气，真空环境真空度不低于5×10-4Pa；感应熔炼功率设置为15～30kW，感应熔炼时间设置为15～30min。
10.根据权利要求6所述的一种滑动轴承用合金粉末的制备方法，其特征在于：所述S4中，粒径范围50～150μm，中位数保持在95～105μm。
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【技术特征摘要】
1.一种滑动轴承用合金粉末，其特征在于：包含以下重量百分数组分：cu：80～87％；sn：4～10％；al：4～10％；ni：1～3％；fe：3～5％；mn：0.5～1.5％。
2.根据权利要求1中所述的一种滑动轴承用合金粉末，其特征在于：包含以下重量百分数组分：cu：81％；sn：8％；al：4％；ni：2％；fe：4％；mn：1％。
3.根据权利要求1中所述的一种滑动轴承用合金粉末，其特征在于：包含以下重量百分数组分：cu：81％；sn：4％；al：8％；ni：2％；fe：4％；mn：1％。
4.根据权利要求1中所述的一种滑动轴承用合金粉末，其特征在于：包含以下重量百分数组分：cu：81％；sn：6％；al：6％；ni：2％；fe：4％；mn：1％。
5.根据权利要求1所述的一种滑动轴承用合金粉末，其特征在于：所述sn和al中任意一项的重量百分数取最大值或最小值时，另外一项的重量百分数不取最大值和最小值。
6.用于权利要求1～5任意一项中所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李红革，柏厚义，李伟，戴先武，叶伟，文可馨，冯厚斌，明磊，张鑫，黎伟，曾昱滔，
申请(专利权)人：重庆望江工业有限公司江苏分公司，
类型：发明
国别省市：
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