一种含稀土氧化物的粉末冶金铁铜基含油减摩材料及其制造方法。按质量百分比计，该含油减摩材料的原料组成：Fe67.0~71.0%、Cu27.2%~32.1%、Sn0.6%、CeO20.3~1.2%、硬脂酸锌0.7%、其余为不可避免的杂质；按体积计，含油率为17~22%。将混合均匀的粉料进行压制、烧结、精整、浸油等工序操作，获得了含稀土氧化物的粉末冶金铁铜基含油减摩材料。相比基体材料，该减摩材料含有质量分数0.6%的CeO2时，力学性能（压溃强度和硬度）得到一定提高，耐磨性能有很大的提升，磨损量几乎降低了40%。该种含油减磨材料的优点：适量的CeO2极大的提高了材料的耐磨性能，延长了其使用寿命；铜的含量较高，摩擦系数低、耐腐蚀性能优越；原料采用铁粉和铜粉混合粉，价格便宜；不含铅，满足环保要求。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种含稀土氧化物的粉末冶金铁铜基含油减摩材料及其制造方法。按质量百分比计，该含油减摩材料的原料组成：Fe67.0~71.0%、Cu27.2%~32.1%、Sn0.6%、CeO20.3~1.2%、硬脂酸锌0.7%、其余为不可避免的杂质；按体积计，含油率为17~22%。将混合均匀的粉料进行压制、烧结、精整、浸油等工序操作，获得了含稀土氧化物的粉末冶金铁铜基含油减摩材料。相比基体材料，该减摩材料含有质量分数0.6%的CeO2时，力学性能（压溃强度和硬度）得到一定提高，耐磨性能有很大的提升，磨损量几乎降低了40%。该种含油减磨材料的优点：适量的CeO2极大的提高了材料的耐磨性能，延长了其使用寿命；铜的含量较高，摩擦系数低、耐腐蚀性能优越；原料采用铁粉和铜粉混合粉，价格便宜；不含铅，满足环保要求。【专利说明】
本专利技术涉及一种，这种含油减摩材料可以运用到汽车、电动工具以及家用电器等领域，主要用于旋转支撑电机轴或类似机械零件，。
技术介绍
烧结含油减摩材料是一种可以在运转过程中自身提供润滑油的自润滑材料，润滑油主要储存在材料内部的孔隙中。除了自润滑这一特性，含油减摩材料还具有耐磨性好、噪音低等优点，因此已成为众多机械设备的一类基础零件，如作为空调、汽车雨刮器、电动工具等支撑零件。含油减摩材料使用的场合不仅多样，使用的环境也比较复杂，如潮湿、干燥或高温、低温等复杂多变的环境，这就对含油减摩材料的耐磨性能、承受载荷以及运转性能都提出了更高的要求。粉末冶金铁铜基含油减摩材料兼具铜基和铁基含油减摩材料的特点，具有耐磨性好、承载力高、耐腐蚀等优点，铜含量高的铁铜基含油减摩材料(通常超过铜在铁中的固溶度8%)耐腐蚀性能、磨合性能突出，运转噪音也比较低，但是过高的铜含量将损害基体的力学性能，从而降低材料承受载荷和使用寿命，这就限制这类铜含量高的铁铜基含油减摩材料在更广范围的应用。在粉末冶金领域中，由于各种粉料的性质如松装密度、流速以及形貌的差别，所以将各种粉料混合均匀始终是一个难题；合金粉可以一定程度上解决粉料偏析的问题，但合金粉价格相对价格高、压制性能也比较差，而单质粉的优势在于价格低、压制性能突出还可自由调节成分，其劣势在于运输、储存、送料过程中粉料易于偏析，产生微观组织不均匀的问题，而且力学性能相对预扩散的合金粉也较低。粉料的流速和松装密度对粉料的混合有十分重要的影响，通常粉料的流速和松装密度越接近，粉料混合越均匀。稀土及其化合物在烧结材料中可以起到细化晶粒和促进烧结等良好作用，所以其往往能提高烧结体材料的力学性能。CeO2是一种重要的稀土氧化物，它呈六方晶体结构(近似层状)，具有一定的润滑作用，在摩擦磨损过程中可以降低滑动的阻力。CeO2的性质比较稳定，熔点达到2500°C，而且基本不溶于基体中，所以添加到烧结体之后，它一般还是以完整的氧化物的形式存在于晶粒之间。这些晶界上的CeO2能够阻碍晶界的移动，起到细化晶粒作用；同时CeO2还能作为形核基底，产生更多的细小晶粒，因此添加CeO2W烧结体的晶粒相对较小、硬度更高，而材料的磨损量通常与硬度成反比的，所以CeO2能够通过提高硬度来提升材料的耐磨性能。也有一些研究发现CeO2还可以提高材料的耐腐蚀性能。因此，CeO2在减摩材料中有许多的应用与研究，如在铁基合金、镍基自润滑材料中，CeO2通过提升力学性能、改善微观组织、形成耐磨性良好的摩擦层等方式很大程度上提高了材料的耐磨性能。鉴于CeO2在摩擦磨损方面的优势，我们在烧结铁铜基含油减摩材料中添加一定量的CeO2,希望提高铁铜基含油减摩材料的力学性能，进而提升耐磨性能和承受载荷，扩展其适用范围。
技术实现思路
本专利技术提供一种耐磨性能优越、摩擦系数低、运转噪音低且可承受更大载荷的本专利技术采用如下技术方案:本专利技术所述的一种含稀土氧化物的粉末冶金铁铜基含油减摩材料，以四种粉料组成基体且四种粉料及配比(按质量百分比计)如下:小于100目的还原铁粉67%?71%、小于120目的混合铜粉27.2%?32.1%小于325目的锡粉0.6%、小于325目的二氧化铈0.3%?1.2% ；所述含稀土氧化物的粉末冶金铁铜基含油减摩材料是以包括基体材料及占基体总质量0.7%的硬脂酸锌为原料并经过以下处理后的材料，所述处理的过程如下:A、混合:将粉料按所述配比进行称量，在V型混料机中混合lh，粉料混合均匀；B、压制:将混合均匀的粉料置于模具中，在300_600MPa压力下压制成型并得到压还，所述压还的成型密度6.05?6.15g/cm3 ；C、烧结:将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，烧结气氛为NJPH2的混合气体，烧结过程中，压坯首先经过500?600°C的预热带，预热时间为I?2h，然后进入1000?1040°C的烧结带，保温1.5?2.5h,最后在冷却带冷却I?1.5h至室温,得到烧结体；D、整形:将烧结体用压模进行压制整形并得到压件；浸油:将压件进行真空浸油处理，真空度为负一个大气压，润滑油采用艾克森美孚公司生产的型号YQ-28#的润滑油，粘度指数146，使用温度-30?150°C。本专利技术所述的一种含稀土氧化物的粉末冶金铁铜基含油减摩材料的制造方法，具体步骤如下:步骤A混合:将还原铁粉、混合铜粉、二氧化铈、硬脂酸锌及锡粉粉料按所述配比在V型混料机中进行混合，混合时间为lh，粉料混合均匀；步骤B压制:将混合均匀的粉料置于模具中，在300_600MPa压力下压制成型并得到压还，所述压还的成型密度6.05?6.15g/cm3 ；步骤C烧结:将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，烧结气氛为队和4的还原气氛，烧结过程中，压坯首先经过500?600°C的预热带，预热时间为I?2h，然后进入1000?1040°C的烧结带，保温1.5?2.5h，最后在冷却带冷却I?1.5h至室温，得到烧结体；步骤D整形:将烧结体用压模进行压制整形并得到压件；步骤E浸油:将压件进行真空浸油处理，真空度为负一个大气压，润滑油采用艾克森美孚公司生产的型号为YQ-28#润滑油，粘度指数146，使用温度-30?150°C。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点:本专利技术通过添加稀土氧化物CeO2,克服了高铜的铁铜基含油减摩材料在摩擦磨损性能上的不足。为了减少本专利技术含油减摩材料单质铁粉和铜粉混合偏析而造成的微观组织不均匀的问题，按质量百分比计，将35?45%雾化铜粉(流速32?34s/50g、松装密度2.7?2.9g/cm3)和55?65%电解铜粉(流速41?43s/50g、松装密度1.8?2.0g/cm3)混合得到混合铜粉(流速为34?36s/50g、松装密度2.2?2.4g/cm3),该混合铜粉与还原铁粉(34?36s/50g、松装密度2.3?2.5g/cm3)混合均匀，基本没有偏析问题。在获得组织均一的基体之后，加入一定量的稀土氧化物CeO2，主要利用它促进烧结、细化晶粒等良好作用，提高铁铜基含油减摩材料的力学性能和摩擦磨损性能。本专利技术的含油减摩材料含铜量达到30%，较高的铜含量保证减摩材料耐腐性能、磨合性能比较优越；铜的质地相对柔软，可以减小摩擦系数，降低噪音。在铁铜基体中还添加0.6%的锡，由于锡的熔点比较低(327°C)，烧结过程中会熔化而在原来的位置形成一些本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含稀土氧化物的粉末冶金铁铜基含油减摩材料，其特征在于，以四种粉料组成基体且四种粉料及配比（按质量百分比计）如下：小于100目的还原铁粉?67%~71%、小于120目的混合铜粉?27.2%~32.1%小于325目的锡粉?0.6%、小于325目的二氧化铈?0.3%~1.2%；?所述含稀土氧化物的粉末冶金铁铜基含油减摩材料是以包括基体材料及占基体总质量0.7%的硬脂酸锌为原料并经过以下处理后的材料，所述处理的过程如下：A、?混合：将粉料按所述配比进行称量，在V型混料机中混合1h，粉料混合均匀；B、?压制：将混合均匀的粉料置于模具中，在300?600MPa压力下压制成型并得到压坯，所述压坯的成型密度6.05~6.15g/cm3；C、?烧结：将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，烧结气氛为N2和H2的混合气体，烧结过程中，压坯首先经过500~600℃的预热带，预热时间为1~2h，然后进入1000~1040℃的烧结带，保温1.5~2.5h，最后在冷却带冷却1~1.5h至室温，得到烧结体；D、?整形：将烧结体用压模进行压制整形并得到压件；E、?浸油：将压件进行真空浸油处理，真空度为负一个大气压，润滑油采用艾克森美孚公司生产的型号YQ?28#的润滑油，粘度指数146，使用温度?30~150℃。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘冶，秦清华，申承秀，王春官，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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