[发明专利]无铅化钢背铜基自润滑轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种自润滑轴承，尤其涉及无铅化钢背铜基自润滑轴承。

背景技术

滑动轴承是汽车中非常重要的摩擦易损件，与汽车发电机曲轴、活塞销、凸轮轴组成重要的摩擦副。滑动轴承的材料性能在某种程度上影响或决定着汽车和发电机的使用寿命。目前市场使用的滑动轴承工作面大都为铅铜合金，由于铅不溶于铜常以独立的铅颗粒(软相)分布在硬的铜基体上，形成硬基体上分布软质点的组织，虽然该种合金具有良好的顺应性、嵌入性、耐腐蚀性及工艺性能好等优点，但由于其抗疲劳强度较低，合金层易出现疲劳裂纹和剥落等技术缺陷，只能适应于小型、轻载的汽车发动机轴瓦使用，并不适用中速中载及低速高载等场合。

中国实用新型专利专利号98238627.3公开的一种双金属自润滑轴承，钢背层上烧结含有固体润滑剂的铜合金轴承层，轴承层表面为一固体润滑剂含量较高的跑合层。该种自润滑轴承也只是适应于小型、轻载场合使用的，并不适用中速中载及低速高载等场合。

发明内容

本发明提供了一种结构简单、适用于中速中载及低速高载等场合，可在不同润滑条件下使用的无铅化钢背铜基自润滑轴承。

一种无铅化钢背铜基自润滑轴承，包括由低碳钢制成的钢背轴承基体，轴承基体内侧复合有铜基工作面，所述的铜基工作面表面设有两个以上的油穴以及贯穿轴承基体和铜基工作面的注油孔，注油孔连接有设于铜基工作面表面的油槽。该种通过在铜基工作面表面设置两个以上的油穴结构结合注油孔和油槽装置，实现润滑油在铜基工作面上的工作油量可调确保无铅化钢背铜基自润滑轴承在不同润滑条件下正常使用。

所述的铜基工作面成分为含有重量百分比计：80-90％铜，1.5-5％锡，3-5％镍，1.5-3％铋，1-2％钕，3-5％石墨。该种通过在铜合金成分中添加石墨、锡、镍、铋、钕等合金化组分，以形成具有自润滑特性的无铅铜基复合材料，综合石墨、锡、镍、铋、钕等减摩材料的优点，弥补单一合金的不足，以满足汽车、现代机器低速重载批量生产的要求。

无铅化钢背铜基自润滑轴承的制造工艺，包括如下步骤：

一、获取板状低碳钢钢板并表面清洁处理，同时将铜、锡、镍、铋、钕制成粉末混合备用。

二、将石墨粉末进行镀镍处理后，在研磨器中制成粒度在47～61um的固体润滑粉末备用。

三、钢板表面均匀铺上铜、锡、镍、铋、钕制成的混合粉末，再铺上步骤二获得的固体润滑粉末，进入烧结炉烧结获得复合了铜基金属材料的复合钢板。烧结炉烧结温度设置为900-1000度。

四、将复合钢板通过轧制获得理想的合金化组织，将经过轧制的复合钢板表面铜基金属层进行机械加工分别获得注油孔、油穴、油槽，然后卷成圆形，接口焊接连接并由数控磨床进行表面处理最终获得由低碳钢制成的钢背轴承基体，轴承基体内侧复合有铜基工作面的无铅化钢背铜基自润滑轴承。

该种制造工艺通过镀镍的石墨粉末作为固体润滑剂解决了传统固体润滑剂与铜基合金空隙率较高，合金组织结构相对比较疏松的技术缺陷。镀镍的石墨粉末与铜、锡、镍、铋、钕制成的混合粉末在烧结过程中随着烧结温度的提高，合金组织结构原子运动加剧，扩散系数急剧增大，大大提高了扩散速度和扩散程度，使得空隙率降低，合金变得相对比较致密，显微硬度增加，获得高耐磨性能和高疲劳强度的铜基工作面。采用轧制、机械加工、卷制、机械加工等短流程的制造方法获得的产品不仅材料使用率高、废品率低、改善劳动条件、降低生产成本，而且使产品的综合性能提高。

本发明通过在铜基工作面表面设置的油穴、注油孔和油槽装置，结合性能优异的铜基材料，实现无铅化钢背铜基自润滑轴承在不同润滑条件、载荷条件下的正常使用。

附图说明

如图1所示为本发明无铅化钢背铜基自润滑轴承结构示意图。

具体实施方式

如图1所示一种无铅化钢背铜基自润滑轴承，包括由低碳钢制成的钢背轴承基体1，轴承基体1内侧复合有铜基工作面2，铜基工作面2表面设有两个以上的油穴5以及贯穿轴承基体1和铜基工作面2的注油孔3，注油孔3连接有设于铜基工作面2表面的油槽4。

作为结构优选铜基工作面2成分为含有重量百分比计：80-90％铜，1.5-5％锡，3-5％镍，1.5-3％铋，1-2％钕，3-5％石墨。

上述无铅化钢背铜基自润滑轴承的制造工艺，包括如下步骤：

一、获取板状低碳钢钢板并表面清洁处理，同时将铜、锡、镍、铋、钕制成粉末混合备用。