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一種制作軸承鋼銅雙金屬復合材料生產工藝.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410465095.4

申請日:

2014.09.15

公開號:

CN105478518A

公開日:

2016.04.13

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):B21C 37/02申請公布日:20160413|||實質審查的生效IPC(主分類):B21C 37/02申請日:20140915|||公開
IPC分類號: B21C37/02; B21B1/38; B21B47/00; B22F3/10 主分類號: B21C37/02
申請人: 懷寧漢升車輛部件有限公司
發明人: 嚴海龍
地址: 246100安徽省安慶市懷寧縣工業園
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410465095.4

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.03.16|||2016.05.11|||2016.04.13

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種制作軸承鋼銅雙金屬復合材料生產工藝,包括下料、表面處理、燒結前經過精軋、保護燒結、精軋、二次保護燒結、油穴、精軋、校平步驟完成,本發明的有益效果:通過穩定銅粉松裝密度,優化鋼板前期處理,嚴格控制保護燒結和精軋,使得板材的厚度、結合強度、物理性能等較之前有較大改善。厚度公差由原來的±0.004mm提高到現在的±0.002mm,折彎試驗銅粉層脫落的幾率減少,精軋過程中很少出現雙金屬分層現象,優化工藝后,雙金屬軸承物理性能隨著板材質量的提高而得到提升。

權利要求書

1.一種制作軸承鋼銅雙金屬復合材料生產工藝,包括下料、表面處理、燒結前經過精軋、保護燒結、精軋、二次保護燒結、油穴、精軋、校平步驟完成,具體如下實施步驟;1)下料:按照產品要求將鋼板剪切成規定長度和寬度;2)表面處理:針對冷板和中板制定了不同的的表面處理方法,冷板進行去油污處理,中板進行酸洗、鈍化處理,去除表面的鐵銹;3)燒結前經過精軋,將鋼板厚度軋到規定要求,厚度公差控制在±0.01mm,高于同行業的±0.02mm水平;4)保護燒結:燒結前用專用刮具或篩網將銅粉均勻的鋪設在鋼板表面,選用QSn6Zn6Pb3錫青銅粉,控制銅粉粒度的配比,保證了穩定的松裝密度4.1g/cm3,銅粉鋪好之后,放入到高溫網帶式燒結爐中燒結,使金屬顆粒之間、顆粒與基體之間局部燒結,形成多孔骨架,燒結溫度為890-910℃,推舟速度700-750r/min,燒結時間為45~60min,在燒結爐中采用氮-氫作為保護氣體,氣體流量9-12m3/h,板材通過燒結區后還將通過一定長度的冷卻套進行降溫,至100℃以下出爐;5)精軋:軋制量的大小取決于燒結,每次軋下量不能高于0.05mm,軋制后表面宏觀外層無顆粒,銅合金顆粒有塑性變形,產生硬化粉末顆粒不規則的凹凸不平消除銅粉層密度接近銅板密度,可達8.5g/cm3以上;6)二次保護燒結:第二次燒結時將推舟速度調整到800r/min,消除第一次軋制遺留的裂紋;7)油穴:二次燒結后在銅粉層上加工圓形油穴;8)精軋:軋制量較上次軋制量減少,總軋制量不高于0.05mm;9)校平:將壁厚符合要求的板材校平,轉入下道工序,進行雙金屬軸承的制造。

說明書

一種制作軸承鋼銅雙金屬復合材料生產工藝

技術領域

本發明涉及雙金屬復合材料領域,尤其是涉及一種制作軸承鋼銅雙金屬復合材料生產工藝。

背景技術

目前,鋼銅雙金屬復合材料是一種理想的減磨材料,既具有銅的耐磨性又具有鋼的高強度性,是生產雙金屬軸承的理想材料。用粉末冶金方法制造的鋼銅雙金屬復合材料是以優質低碳鋼為基體,表面燒結錫青銅粉,經過多次燒結軋制而成。現有的雙金屬軸承所用的復合材料主要采用松散燒結成型,銅粉松裝密度不一,導致復合材料質量不穩定,銅粉松裝密度過低,會造成銅合金燒結收縮大,合金層強度低、硬度低,無軋制量或很小,表面粗糙度達不到要求。松裝密度過高,會導致銅粉孔隙度下降,透氣量下降,二次燒結時的浸潤角減小,易產生“冒汗”現象,對合金的燒結擴散不利。此類材料生產的雙金屬軸承由于高負荷,特殊運動形態,供油不足,壁厚不一等原因發生磨損嚴重,銅粉層脫落,甚至咬軸現象。

發明內容

本發明的目的是提供一種制作軸承鋼銅雙金屬復合材料生產工藝,解決提高鋼銅雙金屬復合材料的銅合金強度,硬度,表面粗糙度,提高鋼銅雙金屬復合材料的結合強度,減少銅粉層脫落。以及提高鋼銅雙金屬復合材料壁厚均一穩定性的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種制作軸承鋼銅雙金屬復合材料生產工藝,包括下料、表面處理、燒結前經過精軋、保護燒結、精軋、二次保護燒結、油穴、精軋、校平步驟完成,具體如下實施步驟;

1)下料:按照產品要求將鋼板剪切成規定長度和寬度,

2)表面處理:針對冷板和中板制定了不同的的表面處理方法,冷板進行去油污處理,中板進行酸洗、鈍化處理,去除表面的鐵銹;

3)燒結前經過精軋,將鋼板厚度軋到規定要求,厚度公差控制在±0.01mm,高于同行業的±0.02mm水平;

4)保護燒結:燒結前用專用刮具或篩網將銅粉均勻的鋪設在鋼板表面,選用QSn6Zn6Pb3錫青銅粉,控制銅粉粒度的配比,保證了穩定的松裝密度4.1g/cm3,銅粉鋪好之后,放入到高溫網帶式燒結爐中燒結,使金屬顆粒之間、顆粒與基體之間局部燒結,形成多孔骨架,燒結溫度為890-910℃,推舟速度700-750r/min,燒結時間為45~60min,在燒結爐中采用氮-氫作為保護氣體,氣體流量9-12m3/h,板材通過燒結區后還將通過一定長度的冷卻套進行降溫,至100℃以下出爐;

5)精軋:軋制量的大小取決于燒結,每次軋下量不能高于0.05mm,軋制后表面宏觀外層無顆粒,銅合金顆粒有塑性變形,產生硬化粉末顆粒不規則的凹凸不平消除銅粉層密度接近銅板密度,可達8.5g/cm3以上;

6)二次保護燒結:第二次燒結時將推舟速度調整到800r/min,消除第一次軋制遺留的裂紋;

7)油穴:二次燒結后在銅粉層上加工圓形油穴;

8)精軋:軋制量較上次軋制量減少,總軋制量不高于0.05mm;

9)校平:將壁厚符合要求的板材校平,轉入下道工序,進行雙金屬軸承的制造。

本發明的有益效果:通過穩定銅粉松裝密度,優化鋼板前期處理,嚴格控制保護燒結和精軋,使得板材的厚度、結合強度、物理性能等較之前有較大改善。厚度公差由原來的±0.004mm提高到現在的±0.002mm,折彎試驗銅粉層脫落的幾率減少,精軋過程中很少出現雙金屬分層現象,優化工藝后,雙金屬軸承物理性能隨著板材質量的提高而得到提升。

以下將結合附圖和實施例,對本發明進行較為詳細的說明。

附圖說明

圖1為本發明的工藝步驟圖。

圖2為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

實施例1,如圖1、2所示,一種制作軸承鋼銅雙金屬復合材料生產工藝,包括下料、表面處理、燒結前經過精軋、原生產工藝對部分冷板不起毛、保護燒結、精軋、二次保護燒結、油穴、精軋、校平步驟完成,具體如下實施步驟;

1)下料:按照產品要求將鋼板剪切成規定長度和寬度;

2)表面處理:針對冷板和中板制定了不同的的表面處理方法,冷板進行去油污處理,中板進行酸洗、鈍化處理,去除表面的鐵銹,以使銅粉和鋼板能夠牢固燒結在一起,提高了復合材料的結合強度;

3)燒結前經過精軋,將鋼板厚度軋到規定要求,厚度公差控制在±0.01mm,高于同行業的±0.02mm水平;以減少鋼板厚度不均帶來復合材料厚度不穩定。

4):原生產工藝對部分冷板不起毛,優化后的工藝要求所有鋼板都起毛,起毛率大于90%,增加鋼板表面粗糙度,提高銅粉與鋼板結合強度。

5)保護燒結:燒結前用專用刮具或篩網將銅粉均勻的鋪設在鋼板表面,選用QSn6Zn6Pb3錫青銅粉,控制銅粉粒度的配比,保證了穩定的松裝密度4.1g/cm3,提高了鋼銅雙金屬復合材料的銅合金強度,硬度,表面粗糙度,使其物理性能滿足雙金屬軸承的高要求。銅粉鋪好之后,放入到高溫網帶式燒結爐中燒結,使金屬顆粒之間、顆粒與基體之間局部燒結,形成多孔骨架,燒結溫度為890-910℃,推舟速度700-750r/min,燒結時間為45~60min。在燒結爐中采用氮-氫作為保護氣體,氣體流量9-12m3/h,板材通過燒結區后還將通過一定長度的冷卻套進行降溫,至100℃以下出爐;氫氣可以防止銅粉層和鍍銅層氧化,還起著還原氧化銅的作用。因為高溫出爐會使用銅粉在空氣中迅速發生氧化,嚴重影響板材的質量,所以。該條件下燒結出的板材結合強度高,銅粉層不脫落,層間結合強度彎曲試驗合格。

6)精軋:軋制量的大小取決于燒結,每次軋下量不能高于0.05mm,軋制量過小,粉末顆粒主要表現為位移,Sn、Pb的變形微小,鋼板變形延伸較小,起傳遞壓力作用;軋制量過大,合金層硬化程度增大,有鼓泡、分層現象,鋼板延伸變形,由于合金層延伸大于鋼板,流速不一致,超過過渡層結合強度時產生分離、脫殼,鋼板塑性降低,Cu、Pb層開始出現塊狀分布,Pb有分割銅基體的作用,對二次燒結不利,易使Pb、Sn軟金屬滲出,產生“冒汗”,合金層成分嚴重偏析。對松裝高度和軋制量有嚴格要求,每次軋下量不能高于0.05mm,軋制量通過多次軋制來保證。軋制后表面宏觀外層無顆粒,銅合金顆粒有塑性變形,產生硬化粉末顆粒不規則的凹凸不平消除。通過軋制壓實,因位移和變形,粉粒相互楔住,形成機械嚙合,隨著壓力增大,嚙合越緊密,表面有微細裂紋,強度、硬度增高,可直接承受壓力,形成了理想的致密金屬骨架,銅粉層密度接近銅板密度,可達8.5g/cm3以上。

7)二次保護燒結:第二次燒結時將推舟速度調整到800r/min,消除第一次軋制遺留的裂紋其余同第一次燒結,第二次燒結屬固相燒結,根據擴散原理,溫度越高擴散速度越快,閉孔收縮越多,使合金再結晶。

8)油穴:二次燒結后在銅粉層上加工圓形油穴,作為儲油孔使用,滿足潤滑條件。

9)精軋:軋制量較上次軋制量減少,總軋制量不高于0.05mm,主要目的將壁厚軋到規定要求,壁厚公差可以控制在正負0.02mm以內,提高了壁厚均一穩定性。

10)校平:將壁厚符合要求的板材校平,轉入下道工序,進行雙金屬軸承的制造。

以上的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述,并非對本發明的范圍進行限定,在不脫離本發明設計精神的前提下,本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案做出的各種變形和改進,均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。

本發明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。

關 鍵 詞:
一種 制作 軸承鋼 雙金屬 復合材料 生產工藝
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