專利名稱：滑動軸承雙金屬止推軸套的近凈成形制造方法及其模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種滑動軸承雙金屬止推軸套的近凈成形制造方法及其模具。
背景技術：
滑動軸承雙金屬止推軸套。即向心止推滑動軸承，徑向加止推一體滑動軸承，又稱翻邊(或稱帶平面圓環的)止推軸套，其同時承受徑向和軸向載荷。是在各種轉動機器上最普通和最重要的零配件之一，在機械制造工業中使用廣泛?；瑒虞S承雙金屬止推軸套是在一端帶翻邊的圓環筒形鋼襯背上的內壁及翻邊上端均勻復合銅合金制成。雙金屬止推軸套復合銅合金的制造方法有兩種一種是在圓環筒形鋼襯背內壁和鋼環上端面(經焊接成型后)澆鑄銅合金后經切削加工后制成；另一種是在鋼板上燒結銅合金，制成雙金屬板材或卷帶材，再用板材或卷帶材，卷制成套筒和用板材或卷帶材沖裁成止推圓環，再把套筒、止推圓環兩者經摩擦焊加工結合成該止推軸套后經切削加工制成。由于用燒結技術生產的滑動軸承雙金屬止推軸套比用澆鑄法更為節省設備和投資，節材、節能，已經成為現有的主流制造技術。但是，就是這項主流制造技術，其材料利用率，仍然很低，其材料的利用率只有 40 50 %。以履帶式工程機械上使用的雙金屬止推軸套為例，其在支重輪、托鏈輪、引導輪，驅動輪等部件上的使用最為典型，用量為24 28件/輛不等，國內年用量達數千萬件之多，每年就有數百萬噸的材料被浪費掉。上個世紀以來，各國業內一直在為制造翻邊軸套如節能、節材合理利用金屬資源上下大功夫，但是，一直沒能夠達到最佳的節能、節材目標。如1970年美國專利 US3, 624, 881，發明了慣性摩擦焊，目的之一，是為節省用電，但材料沒省，工藝未變；日本的一家企業為節省銅合金，采用在沖制的鋼環上布粉，燒結后用大噸位沖床致密銅合金，再將其焊在圓環的鋼襯層上。材料利用率提高了，但工藝復雜，還要用800噸沖床，又加大了設備和成本投入的增加。中國，1990年專利ZL90107116材料利用較為合理，是用雙金屬板卷制成軸套，擺輾翻邊，可是制成的止推環(即鋼環作為該軸套用翻邊)有個三角缺口沒被市場接受?？焖?、直接、無切削(即凈形Net Shape)或少切削(即近凈形Near Net Shape)加工，一直是機械工業追求的目標。我國從“八五” “九五” “十五” “十一五” “十二五”計劃中一直被列為國家科技重點支撐和優先發展的技術項目。近凈成形技術是指零件成形后， 僅需少量加工或不再加工，就可用作機械構件的成形技術。它是建立在新材料、新能源、機電一體化、精密模具技術、計算機技術、自動化技術、數值分析和模擬技術等多學科高新技術成果基礎上，改造了傳統的毛坯成形技術，使之由粗糙成形變為優質、高效、高精度、輕量化、低成本的成形技術。它使得成形的機械構件具有精確的外形、高的尺寸精度、形位精度和好的表面粗糙度。該項技術包括近凈形鑄造成形、精確塑性成形、精確連接、精密熱處理改性、表面改性、高精度模具等專業領域，并且是新工藝、新裝備、新材料以及各項新技術成果的綜合集成技術。從七十年代以來，各工業發達國家政府與工業界對近凈成形技術投入了大量資金和人力，使這項技術得到很快發展，由于這項技術對市場競爭能力的突出貢獻， 被美國、日本政府和企業列為九十年代影響競爭能力的關鍵技術，其產值增長幅度也遠高于制造業產值增長幅度。而我國上述技術總體水平要比國外落后15 25年，且少有上述技術在實踐中應用。正如前所述，滑動軸承雙金屬止推軸套的制造工藝是首先制出雙金屬板材或卷帶材，將雙金屬板塊的或卷帶的材料經沖裁、切削等加工后制成滑動軸承止推環。用板塊或卷帶的材料加工成滑動軸承雙金屬止推軸套，滑動軸承止推環的圓環四周和圓環內孔中的材料都要被去除，其材料的平均利用率僅有40% 65%，材料浪費太大，制造成本高，對有色金屬和鋼材資源的耗費已經不適合中國和其它要建設資源節約型社會國家的要求。這種制造技術現在已屬于低端制造模式，不是凈形或近凈形成形的先進技術。

發明內容
本發明的目的是提供一種滑動軸承雙金屬止推軸套的近凈成形制造方法及其模具，該方法能無損耗、近凈成形地制造滑動軸承雙金屬止推軸套，能提高金屬材料的利用率，具有無損耗，近凈成形，加工工序少、生產效率高、制造成本低、產品質量好、使用壽命長和產品再生性強的優點，該模具設計合理，結構簡單。為此，本發明的近凈成形制造方法由以下步驟構成(I)先計算尺寸并取一段符合要求的無縫鋼管，將該鋼管置于擺輾機的移動模中進行擺輾翻邊，翻制時移動模上移進給，偏心擺角為1.5° 5。的倒錐型圓柱模旋轉著進入無縫鋼管內孔，使錐體模從局部接觸管端施壓變形開始到連續旋轉積累致整個圓管周端變形，輾翻成平面圓環，不經切削凈成形為帶平面圓環法蘭套筒的鋼襯背；(2)將該鋼襯背的內壁和平面圓環上端面經砂光、除塵、清潔處理之后，在該鋼襯背內放入工藝性芯軸，在該芯軸與該鋼襯背內壁的設計間隙中和平面圓環的上端面松散放入和布敷上一薄層銅合金粉末，一起送入有保護氣氛的燒結爐中進行成形燒結，制成鋼-多孔銅合金雙金屬止推軸套零件型坯；(3)把鋼-多孔銅合金雙金屬止推軸套零件型坯，置于豎式具有軸向、徑向兩功能的擺輾機旋轉模腔的移動模的夾具內，擺輾機擺頭啟動帶動錐體模與該零件型坯平面圓環上的松散燒結銅合金層接觸，移動模啟動，油缸內上移的柱塞驅使移動模上移進給，上擺動的倒錐型圓柱模進入該零件型坯的內孔，繼續上移，上到錐體模與平面圓環的松散燒結銅合金層從局部接觸輾壓到整個平面圓環上的松散燒結銅合金層被輾壓致密。(4)讓移動模下行離開與錐體模的接觸，離開后，驅動移動模水平方向徑向進給， 使該零件型坯內壁的松散燒結銅合金層向機床中心軸線進給，貼靠倒錐型圓柱模，以實現倒錐型圓柱模對該零件型坯內壁的松散燒結銅合金層的徑向擺輾施壓致密；(5)再將致密后的該零件型坯放進燒結爐中進行第二次合金化燒結；(6)再經過鉆油孔、銳邊倒角，制成近凈成形的滑動軸承雙金屬止推軸套。所述的步驟(2)中送入有保護氣氛的燒結爐中進行成形燒結，燒結溫度780 880°C，時間10 30分鐘。所述的步驟(6)中第二次合金化燒結，750 850°C，時間10 20分鐘。所述的擺輾機的壓力為100 160T。所述的清潔處理中所使用的清洗液為堿液。一種實現近凈成形制造方法的模具，所述的模具包括由擺輾機帶動的；
錐體模，用于配合倒錐型圓柱模對無縫鋼管端面輾翻成平面圓環和對平面圓環上端的松散燒結銅合金層輾壓致密，錐體模位于擺輾機擺頭下端，呈圓環狀倒錐體形，錐體模下端一邊斜面與水平面夾角為1.5° 5° ；倒錐型圓柱模，用于對該零件型坯內壁的松散燒結銅合金層的徑向擺輾施壓致密，倒錐型圓柱模呈倒錐體柱形，倒錐型圓柱模上端與錐體模下端中部固接，倒錐型圓柱模的錐度為1.5° 5° ；移動模，用于夾持、帶動零件型坯運動，移動模移動在錐體模和倒錐型圓柱模輾壓范圍內。所述的錐體模呈圓環狀倒錐體形，其直徑大于滑動軸承雙金屬止推軸套上端圓環外徑。上述方法實現了本發明的目的。本發明能無損耗、近凈成形地制造汽車滑動軸承止推環，能提高金屬材料的利用率，具有無損耗，近凈成形，加工工序少、生產效率高、制造成本低和產品質量好的優點。本發明的具體優點是(I)本發明的方法最大優點是在制造過程中，幾乎沒有廢料產生(除鉆孔、倒銳角的料外)，材料利用率高，按要求的規格尺寸制作，鋼和銅合金的利用率接近百分之百，可大量節省耗材、環保節能效果顯著，制造成本低。(2)本發明的方法生產效率高、加工工序少、節省了模具及工藝裝備，使用設備少、 占地面積小，制造成本低。方法能提高金屬材料特別是有色金屬材料的利用率，具有節省加工工序、生產效率高、減少制造設備和人工成本。(3)本發明的方法制出滑動軸承雙金屬止推軸套無焊接口，強度高，使用壽命較傳統方法制出的同類產品長2 5倍。且產品再生性強，舊產品可經本發明的方法可反復再生翻新使用，節省耗材、環保節能效果顯著。


圖I為本發明的滑動軸承雙金屬止推軸套的結構示意圖。圖2為本發明的滑動軸承雙金屬止推軸套的的俯視結構示意圖。圖3為本發明的擺動輾壓原理示意圖。
具體實施方案如圖I至圖3所示，一種滑動軸承雙金屬止推軸套的近凈成形制造方法是(I)先計算尺寸并取一段符合要求的無縫鋼管，將該鋼管置于擺輾機的移動模6 中進行擺輾翻邊，移動模位于擺輾機的擺輾機擺頭7下端的旋轉模腔內，該鋼管由移動模內的夾具夾持固定，翻制時移動模上移進給，偏心擺角為1.5° 5°的倒錐型圓柱模5旋轉著進入無縫鋼管內孔，使錐體模4從局部接觸管端施壓變形開始到連續旋轉積累致整個圓管周端變形，輾翻成平面圓環1，不經切削凈成形為帶平面圓環法蘭套筒的鋼襯背3。(2)將該鋼襯背的內壁和平面圓環上端面經砂光、除塵、清潔處理之后，在該鋼襯背內放入工藝性芯軸，在該芯軸與該鋼襯背內壁的設計間隙中和平面圓環的上端面松散放入和布敷上一薄層銅合金粉末，一起送入有保護氣氛的燒結爐中進行成形燒結，制成鋼-多孔銅合金雙金屬止推軸套零件型坯。(3)把鋼-多孔銅合金雙金屬止推軸套零件型坯，置于豎式具有軸向、徑向兩功能的擺輾機旋轉模腔的移動模的夾具內，擺輾機擺頭啟動帶動錐體模與該零件型坯平面圓環上的松散燒結銅合金層21接觸，移動模啟動，油缸內上移的柱塞驅使移動模上移進給，上擺動的倒錐型圓柱模進入該零件型坯的內孔，繼續上移，上到錐體模與平面圓環的松散燒結銅合金層從局部接觸輾壓到整個平面圓環上的松散燒結銅合金層被輾壓致密。(4)讓移動模下行離開與錐體模的接觸，離開后，驅動移動模水平方向徑向進給， 使該零件型坯內壁的松散燒結銅合金層向機床中心軸線進給，貼靠倒錐型圓柱模，以實現倒錐型圓柱模對該零件型坯內壁的松散燒結銅合金層的徑向擺輾施壓致密，形成在一端帶翻邊的圓環筒形鋼襯背上的內壁及翻邊上端均勻復合銅合金層2。(5)再將致密后的該零件型坯放進燒結爐中進行第二次合金化燒結；(6)再經過鉆油孔、銳邊倒角，制成近凈成形的滑動軸承雙金屬止推軸套。所述的步驟(2)中送入有保護氣氛的燒結爐中進行成形燒結，燒結溫度780 880°C，時間10 30分鐘。所述的步驟(6)中第二次合金化燒結，750 850°C，時間10 20分鐘。保護氣氛的組成是氮氣25%、氫氣75%。所述的擺輾機的壓力為100 160T。所述的清潔處理中所使用的清洗液為堿液。所述的模具包括由擺輾機帶動的錐體模，用于配合倒錐型圓柱模對無縫鋼管端面輾翻成平面圓環和對平面圓環上端的松散燒結銅合金層輾壓致密，錐體模位于擺輾機擺頭7下端，呈圓環狀倒錐體形，錐體模下端一邊斜面與水平面夾角為1.5° 5° ；倒錐型圓柱模，用于對該零件型坯筒形圓管內壁的松散燒結銅合金層的徑向擺輾施壓致密，倒錐型圓柱模呈倒錐體柱形，倒錐型圓柱模上端與錐體模下端中部固接，倒錐型圓柱模的錐度為1.5° 5。；移動模，用于夾持、帶動零件型坯運動，移動模移動在錐體模和倒錐型圓柱模輾壓范圍內。所述的錐體模呈圓環狀倒錐體形，其直徑大于滑動軸承雙金屬止推軸套上端圓環外徑。擺輾機為具有軸向、徑向兩功能的擺輾機，為市場已有產品。擺輾機傳動結構和移動模帶動移動模運動結構為傳統結構，故不再累述?？傊景l明能無損耗、近凈成形地制造滑動軸承雙金屬止推軸套，能提高金屬材料的利用率，具有無損耗，近凈成形，加工工序少、生產效率高、制造成本低、產品質量好、使用壽命長和產品再生性強的優點，該模具設計合理，結構簡單。
權利要求
1.一種滑動軸承雙金屬止推軸套的近凈成形制造方法，其特征在于該生產方法是由以下步驟構成(1)先計算尺寸并取一段符合要求的無縫鋼管，將該鋼管置于擺輾機的移動模中進行擺輾翻邊，翻制時移動模上移進給，偏心擺角為1.5° 5。的倒錐型圓柱模旋轉著進入無縫鋼管內孔，使錐體模從局部接觸管端施壓變形開始到連續旋轉積累致整個圓管周端變形，輾翻成平面圓環，不經切削凈成形為帶平面圓環法蘭套筒的鋼襯背；(2)將該鋼襯背的內壁和平面圓環上端面經砂光、除塵、清潔處理之后，在該鋼襯背內放入工藝性芯軸，在該芯軸與該鋼襯背內壁的設計間隙中和平面圓環的上端面松散放入和布敷上一薄層銅合金粉末，一起送入有保護氣氛的燒結爐中進行成形燒結，制成鋼-多孔銅合金雙金屬止推軸套零件型坯；(3)把鋼-多孔銅合金雙金屬止推軸套零件型坯，置于豎式具有軸向、徑向兩功能的擺輾機旋轉模腔的移動模的夾具內，擺輾機擺頭啟動帶動錐體模與該零件型坯平面圓環上的松散燒結銅合金層接觸，移動模啟動，油缸內上移的柱塞驅使移動模上移進給，上擺動的倒錐型圓柱模進入該零件型坯的內孔，繼續上移，上到錐體模與平面圓環的松散燒結銅合金層從局部接觸輾壓到整個平面圓環上的松散燒結銅合金層被輾壓致密；(4)讓移動模下行離開與錐體模的接觸，離開后，驅動移動模水平方向徑向進給，使該零件型坯內壁的松散燒結銅合金層向機床中心軸線進給，貼靠倒錐型圓柱模，以實現倒錐型圓柱模對該零件型坯內壁的松散燒結銅合金層的徑向擺輾施壓致密；(5)再將致密后的該零件型坯放進燒結爐中進行第二次合金化燒結；(6)再經過鉆油孔、銳邊倒角，制成近凈成形的滑動軸承雙金屬止推軸套。
2.按權利要求I所述的近凈成形制造方法，其特征在于所述的步驟(2)中送入有保護氣氛的燒結爐中進行成形燒結，燒結溫度780 880°C，時間10 30分鐘。
3.按權利要求I所述的近凈成形制造方法，其特征在于所述的步驟￠)中第二次合金化燒結，750 850°C，時間10 20分鐘。
4.按權利要求I所述的近凈成形制造方法，其特征在于所述的擺輾機的壓力為 100 160T。
5.按權利要求I所述的近凈成形制造方法，其特征在于所述的清潔處理中所使用的清洗液為堿液。
6.一種實現權利要求I所述的近凈成形制造方法的模具，其特征在于所述的模具包括由擺輾機帶動的；錐體模，用于配合倒錐型圓柱模對無縫鋼管端面輾翻成平面圓環和對平面圓環上端的松散燒結銅合金層輾壓致密，錐體模位于擺輾機擺頭下端，呈圓環狀倒錐體形，錐體模下端一邊斜面與水平面夾角為I. 5° 5° ；倒錐型圓柱模，用于對該零件型坯內壁的松散燒結銅合金層的徑向擺輾施壓致密，倒錐型圓柱模呈倒錐體柱形，倒錐型圓柱模上端與錐體模下端中部固接，倒錐型圓柱模的錐度為1.5° 5° ；移動模，用于夾持、帶動零件型坯運動，移動模移動在錐體模和倒錐型圓柱模輾壓范圍內。
7.按權利要求6所述的模具，其特征在于所述的錐體模呈圓環狀倒錐體形，其直徑大于滑動軸承雙金屬止推軸套上端圓環外徑。
全文摘要
本發明涉及一種滑動軸承雙金屬止推軸套的近凈成形制造方法及其模具，先計算尺寸并取一段符合要求的無縫鋼管，將該鋼管置于擺輾機的移動模中進行擺輾翻邊，翻制時移動模上移進給，偏心擺角為1.5°～5°的倒錐型圓柱模旋轉著進入無縫鋼管內孔，使錐體模從局部接觸管端施壓變形開始到連續旋轉積累致整個圓管周端變形，輾翻成平面圓環，不經切削凈成形為帶平面圓環法蘭套筒的鋼襯背；再經砂光、除塵、清潔；布敷薄層銅合金粉末后燒結；二次擺動輾壓；二次合金化燒結制成。本發明能無損耗、近凈成形地制造滑動軸承雙金屬止推軸套，能提高金屬材料的利用率，具有無損耗，近凈成形，加工工序少、生產效率高、制造成本低、產品質量好、使用壽命長和產品再生性強的優點。
文檔編號B21H1/12GK102601583SQ20121006794
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者胡長安 申請人:胡長安