含磷量大于0.1%的磷青铜-钢双金属轴承材料制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种含磷量大于０．１％的磷青铜－钢双金属轴承材料制造工艺，在预先准备好的所需牌号和厚度的碳素结构钢钢背上设置具有适当厚度的金属或合金过渡层，再把具有一定含磷量的磷青铜合金粉末均匀地铺撒在钢背上，并使其具有一定的铺粉厚度；然后进行一次烧结，以使磷青铜合金粉末粘结在钢背上；再进行一次轧制，以使磷青铜合金层致密；接着进行二次烧结，以使磷青铜合金层牢固地粘结在钢背上；最后进行二次轧制，以精确控制双金属板材的尺寸；最终生产出符合所需尺寸要求的磷青铜－钢双金属轴承材料。本发明专利技术不仅可以大大节省有色金属材料，而且所生产出来的产品具有更加优良而稳定的机械性能；还因能实现连续生产，劳动生产率大大提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粉末冶金双金属轴承材料生产
，涉及一种采用粉末冶金的方法生产磷青铜—钢双金属轴承材料的新工艺，尤其涉及含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺。
技术介绍
现有技术中的双金属轴承材料广泛用于制造发电机、发动机、工程机械及家用电器的轴承和轴套。其中，铜基双金属轴承材料由于具有很高的承载能力和的抗疲劳强度，在高转速、大功率的发动机中应用相当普遍。传统的铜基双金属轴瓦材料又以铅青铜—钢双金属轴承材料为主，这种材料具有高承载能力和高抗疲劳强度，一直被认为是较为理想的制造轴承或轴套的材料，也因此而得到了广泛的应用。然而，由于其具有约为10％～24％较高的含铅量，随着近年来环保意识的提高，开发无铅轴承材料的呼声日趋高涨，其应用情况也随之受到一定程度的影响。例如，从去年开始我国出口日本的发动机就不允许有含铅的零部件；从2007年起，欧盟也将实行同样的限制政策。因此，近两年来，我国研究人员对无铅轴承材料的研究已进入攻坚阶段，且目标集中在磷青铜—钢轴承材料的研发，用以替代以往广泛使用的铅青铜—钢双金属轴承材料。由于磷青铜—钢双金属材料具有承载能力和抗疲劳强度更高，耐腐蚀性能更好等显著特点，因此，目前已经在日本等发达国家得到应用。过去，我国也有使用磷青铜材料制造轴承衬套的例子，其生产方法大体上有两种一种是采用铸造法制成整体磷青铜衬套或磷青铜—钢双金属衬套；另一种是采用粉末冶金法，即先用磷青铜粉末压制成型而后再进行烧结的方法，制造整体磷青铜衬套。上述两种方法的缺点是显而易见的，整体磷青铜衬套不仅需耗费大量的有色金属，而且由于没有钢背作支撑，因此强度较低；浇铸磷青铜—钢双金属衬套，有色金属用量虽有所减少，但成品率不高，浪费情况严重；此外，上述两种方法的共同缺点还在于均只能进行单件生产，因而生产效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺，它不仅可以大大节省有色金属材料，而且产品质量更好，同时，因能够实现连续生产，使劳动生产率大大提高。本专利技术的目的是这样实现的含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺，其实质性特点在于在预先准备好的所需牌号和厚度的碳素结构钢钢背上设置具有适当厚度的金属或合金过渡层，再把具有一定含磷量的磷青铜合金粉末均匀地铺撒在钢背上，并使其具有一定的铺撒厚度；然后进行一次烧结，以使磷青铜合金粉末粘结在钢背上；再进行一次轧制，以使磷青铜合金层致密；接着进行二次烧结，以使磷青铜合金层牢固地粘结在钢背上；最后进行二次轧制，以精确控制双金属板材的尺寸；最终生产出符合所需尺寸要求的磷青铜—钢双金属轴承材料。上述的含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺，其中，所述设置在钢背上的过渡层可以是铜层，也可以是含磷量小于0.1％的磷青铜合金层；所述过渡层的厚度为0.05～0.10mm。上述的含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺，其中，所述的过渡层为铜层时，采用电镀工艺方法进行设置；所述的过渡层为含磷量小于0.1％的磷青铜时，采用烧结工艺方法进行设置。上述的含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺，其中，所述钢背上磷青铜合金粉末的铺粉厚度取决于所要求的成品双金属板材中磷青铜合金层的厚度。上述的含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺，其中，所述的一次烧结、二次烧结均是在还原性保护气氛下进行的；其烧结的工艺条件分别为一次烧结烧结温度750～800℃，烧结时间15～20分钟；二次烧结烧结温度800～850℃，烧结时间15～45分种；所述一次烧结、二次烧结的具体工艺参数均取决于所需的双金属材料的厚度。上述的含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺，其中，所述二次轧制的厚度公差值为±0.02mm。上述的含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺，其具体工艺方法如下1、钢背准备a、根据欲做衬套规格和用途的不同，选择所需牌号和厚度的碳素结构钢板，裁成具有一定宽度和一定长度的钢条料，并以该钢条料作为钢背；b、在钢背上设置过渡层；该过渡层可以是铜层，也可以是含磷量小于0.1％的磷青铜合金层，过渡层的厚度均为0.05～0.10mm；当过渡层为铜层时，可采用电镀工艺方法进行设置；当过镀层为含磷量小于0.1％的磷青铜层时可用烧结工艺方法进行设置；2、铺粉利用专门的铺粉装置，把符合要求的磷青铜粉末均匀地铺撒在已设有过渡层的钢背上，其铺粉厚度取决于所要求的成品双金属板材中磷青铜合金层的厚度；3、一次烧结在还原性保护气氛下进行一次烧结，以使磷青铜合金层与过渡层之间具有一定的粘结牢度；其工艺条件为烧结温度750～800℃，烧结时间15～20分钟，具体取决于双金属材料的总厚度；4、一次轧制利用轧机对设置了铜过度层并经一次烧结后的双金属材料进行一次轧制，以此来提高双金属材料中磷青铜合金层的密度；5、二次烧结对设置了铜过度层并经一次轧制后的双金属材料进行二次烧结，以进一步提高磷青铜合金层与钢背间的粘结牢度及磷青铜合金层的强度； 所述二次烧结的温度高于所述一次烧结的温度，烧结温度通常为800～850℃，烧结时间通常为15～45分种，具体同样取决于双金属材料的总厚度；6、二次轧制对设置了铜过度层并经二次烧结后的双金属材料进行二次轧制，以此精确控制双金属板材的总厚度，并使其厚度公差值控制在±0.02mm的范围内。本专利技术含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料的制造工艺由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果1.由于本专利技术采用二次烧结、二次轧制的生产工艺方法，并严格按照相应的工艺参数进行精确控制，因此可确保磷青铜中磷的含量超过0.1％时，磷青铜合金层与钢背之间仍能粘结牢固。2.利用本专利技术制造工艺，可有效地控制磷青铜中的磷在烧结工艺过程中的烧损量，并能够生产出含磷量大于0.1％的所有磷青铜—钢双金属轴承材料。3.利用本专利技术的制造工艺，可以大大节省国内目前短缺的有色金属。4.利用本专利技术的制造工艺，可以实现连续生产，甚至实现自动化生产，因此，生产效率高。5.正是由于本专利技术采用二次烧结、二次轧制的制造工艺，使其所生产出来的产品具有更加优良而稳定的机械性能；经国家权威部门检测表明利用本专利技术的制造工艺生产的含磷量为0.35％的磷青铜—钢双金属材料，经铁道部产品质量监督检测中心，机车车辆配件检验站检测，其抗疲劳强度大于150MPa，达到国外最高水平。6.从国家的宏观发展来看，本专利技术具有重大的技术和经济意义，实用价值很高。附图说明通过以下对本专利技术含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺的一实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其专利技术的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为图1为本专利技术含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺的流程框图； 图2为利用本专利技术制造工艺所生产出的含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料的断面结构示意图。具体实施例方式如图1、2所示，本专利技术含磷量大于0.1％的磷青铜—钢双金属轴承材料制造工艺，有效地解决了现有技术中的两大难题一是当磷青铜中磷的含量超过0.1％时，磷青铜合金层与钢背的粘结牢度急剧下降；二是磷青铜中的磷在烧结本文档来自技高网...

【技术保护点】
含磷量大于０．１％的磷青铜－钢双金属轴承材料制造工艺，其特征在于：在预先准备好的所需牌号和厚度的碳素结构钢钢背上设置具有适当厚度的金属或合金过渡层，再把具有一定含磷量的磷青铜合金粉末均匀地铺撒在钢背上，并使其具有一定的铺粉厚度；然后 进行一次烧结，以使磷青铜合金粉末粘结在钢背上；再进行一次轧制，以使磷青铜合金层致密；接着进行二次烧结，以使磷青铜合金层牢固地粘结在钢背上；最后进行二次轧制，以精确控制双金属板材的尺寸；最终生产出符合所需尺寸要求的磷青铜－钢双金属轴承材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：帅志宏，何光志，陈进添，温世达，张春流，
申请(专利权)人：上海核威实业有限公司，核工业福州粉末冶金双金属轴瓦材料厂，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]