[发明专利]一种铜基合金滑动轴承材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金领域，特别是一种铜基合金滑动轴承材料及其制备方法。

背景技术

内燃机滑动轴承主要包括轴瓦、衬套、翻边瓦及止推片。滑动轴承的主要作用有：1、支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度；2、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损。对于高速、重载、高精度、结构上需要剖分的场合，需采用滑动轴承，如汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机等。因此滑动轴承是内燃机滑动轴承中的重要零件，作为发动机最关键的零件之一，滑动轴承材料性能的好坏直接影响着发动机的性能。随着内燃机向高载、环保方向发展，对轴瓦性能的要求不断提高，要求滑动轴承材料不仅有高的承载能力和抗疲劳强度，同时具有良好的环保性能，目前还没有一种能满足上述要求的滑动轴承材料。此外，传统的铜基合金材料是一种铜铅双金属钢带（如CuPb20Sn4、CuPb24Sn等），其在高承载内燃机上得到了广泛的应用。问题是该材料中含有铅，且铅的含量比较高，对环境破坏较大，不符合社会发展需要，目前社会迫切需要一种能替代传统铜基合金材料的环保型滑动轴承铜基合金材料。

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。粉末冶金结构件制品材料成分不受熔炼限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它结构组分，并且在相当大的范围内根据要求进行调整，进而在力学性能上能达到与钢件匹配的效果。

粉末冶金机械化程度高，既能减少人员，又能提高效率，进而节约成本。粉末冶金技术能取代传统的制造工艺，为广大传统企业节约成本。

所以研究各种机械零部件的粉末冶金的配方，适应不同的需要，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用粉末冶金技术生产的铜基合金滑动轴承材料及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种铜基合金滑动轴承材料，由下列重量份的原料制成：锡1.2-1.4、镍8.2-8.5、铜91.2-91.5、硅粉0.4-0.5、石墨粉1.1-1.3、铁粉13-14、硬酸酸锌2-3、铝粉2.2-2.4、氮化硼0.2-0.4、铋0.2-0.5、助剂1-2；

所述助剂由下列重量份的原料制成：铁粉3-4、高岭土2-3、纳米碳1-2、氟化锆1-2、明矾2-3、海藻酸钠2-3、三聚磷酸钠1-2、刚玉粉2-3、硫酸铜1-2、硬酯酸钙1-2、乙烯基三乙氧基硅烷2-3；制备方法是将铁粉、高岭土、氟化锆、明矾、海藻酸钠、三聚磷酸钠、刚玉粉、硫酸铜混合，研磨成200-300目粉末，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。

本发明所述铜基合金滑动轴承材料，由以下具体步骤制成：

（1）将锡、镍、铜、铁粉、铝粉、铋混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在8-12Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下650-750℃进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；

（2）将其它剩余成分混合均匀；

（3）将步骤（1）、（2）物料在55-59℃下混合搅拌均匀60-75分钟后，装入模具，压制成坯；

（4）将压坯放在烧结炉中，以6-8℃/分钟速率升温至800-850℃条件下烧结1.5-2小时;然后以5-7℃/分钟速率升温至1050-1150℃条件下烧结2-3小时；最后空气中冷却至室温即可。

本发明采用粉末冶金技术，工艺简单，成本低，本发明铜基合金滑动轴承材料采用的是一种铜锡镍合金，不含铅，对环境无污染。本发明添加锡具有良好的耐腐蚀性能，镍能提高合金的弹性模数，起到强化合金的作用。本发明材料制造的轴承具有高承载力、耐腐蚀、耐高温、不变形稳定性好及环保的优点。

具体实施方式

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。