本發明涉及一種復合軸承的制造方法，特別涉及一種雙金屬復合滑動軸承的生產工藝。
背景技術：
：滑動軸承是汽車中非常重要的摩擦易損件，與汽車發動機曲軸、活塞銷、凸輪軸等組成重要的往復循環工作組件。傳統的滑動軸承大多是全部用銅合金澆鑄成軸套，再經切削加工而成，這樣的結構制造成本高，特別是隨著有色金屬價格的上漲，這種整體的銅合金軸承被稱作雙金屬的軸承所替代。鋼—銅雙金屬軸套以其承載力強、耐磨性好已在軸承領域廣泛應用。目前，鋼—銅雙金屬軸套的生產方法基本上是中國專利號為98239209.5、名稱為“減摩與耐磨自潤滑關節軸承”的實用新型專利說明書所公開的方法，即首先將銅合金粉鋪在低碳冷軋鋼板上，在有保護氣氛的高溫燒結爐內進行燒結，燒結后在軋機上進行軋制，再經過退火（回火）、調平等工序制成雙金屬板材，然后將雙金屬板材在沖壓設備上進行落料，卷制成圓形薄壁軸套。該生產方法可適用于不同規格的軸承生產，因而成本低，但用該方法生產軸套有如下缺點：將銅合金粉鋪在鋼板上，其密度為堆積密度，燒結后孔隙率較大，為了提高其密度必須在燒結后進行軋制工藝，但在軋制過程中，粉末體在壓模內受力后向各個方向流動，于是引起垂直于壓模壁的側壓力，側壓力引起摩擦力，會使壓坯在高度方向存在明顯的壓力降，進而使得粉末體與基板之間的致密度差，易出現鋼套基體變形的問題。針對上述現象，專利CN1632340A公開了一種鋼—銅雙金屬軸套及其生產方法，該鋼—銅雙金屬軸套，這有鋼套，與鋼套內側直接相接有銅合金噴涂燒結層；其生產方法是：制作鋼套并清潔其內表面，將銅合金粉直接噴涂在鋼套的內表面上，形成銅合金噴涂層；在保護氣氛下，以低于銅合金熔點的溫度燒結覆有銅合金噴涂層的鋼套，使銅合金噴涂層為銅合金噴涂燒結層而緊密結合在鋼套的內表面，表面銅合金致密、硬度高，空隙率只為1%左右，其銅合金層與鋼套的結合強度也大大高于現有技術的粘結強度，但該生產方法仍存在一定的缺點：針對不同規格的雙金屬軸套，需對應不同的鋼套及銅層制作模具，因而產品穩定性差，成本高，不適用于批量化生產。因此，研發一種能夠降低生產成本，適用于批量化生產，且能夠增強基板與粉層面之間致密度的雙金屬復合滑動軸承的生產工藝是非常有必要的。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是提供一種能夠降低生產成本，適用于批量化生產，且能夠增強基板與粉層面之間致密度的雙金屬復合滑動軸承的生產工藝。為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種雙金屬復合滑動軸承的生產工藝，其創新點在于：所述生產工藝包括以下步驟：（1）一次鋪粉：利用鋪粉裝置將銅粉均勻地鋪設在厚度為30～50絲米的鐵基板上，銅粉的鋪設厚度為20～30絲米，同時將設置于鐵基板下端的磁感器通電6～8μs，使得鋪設于鐵基板上的銅粉能夠密實貼合；（2）二次鋪粉：對一次鋪粉后的鐵基板繼續鋪設銅粉，并通過調節鋪粉裝置使二次鋪粉后，形成厚度為30～50絲米的銅粉層；（3）燒結：將鋪粉結束的鐵基板送至燒結爐中，以16～24℃/分鐘速率升溫至550～650℃條件下燒結20～40min，再以12～16℃/分鐘速率升溫至650～750℃條件下燒結30～40min，然后10～14℃/分鐘速率升溫至800～820℃條件下燒結20～30min，使得銅粉層牢固地粘結在鐵基板上，得到鐵基銅粉板；（4）壓制：將鐵基銅粉板裝入壓型模具，開始以300～450MPa的壓力壓制60～150s，使得銅粉層厚度減少15～20絲米，然后再以600～750MPa的壓力壓制10～30s，形成銅—鐵雙金屬軸承材料的復合板材；（5）后處理：對復合板材表面的銅粉層進行機械加工分別獲得注油孔、油穴、油槽，然后定尺切斷，切斷后的復合板材通過自動卷圓機卷成圓筒形，接口處以焊接連接并由數控磨床進行表面處理最終獲得雙金屬復合滑動軸承基體。進一步地，所述銅粉選用粒度為160～240目的銅粉。本發明的優點在于：（1）本發明雙金屬復合滑動軸承的生產工藝，與傳統制備工藝相比，對鋪粉工藝進行改進，采用動磁壓制技術，可使鋪設于鐵基板上的銅粉能夠密實貼合，避免了壓制過程中上下銅粉受力不均，導致致密度差；同時，燒結過程采用梯度及分階段燒結，避免剛開始溫度過高，破壞金屬相組織，并可使銅粉層牢固地粘結在鐵基板上，進而使表面銅粉層致密、硬度高，空隙率只為0.2%左右，且該過程中的燒結溫度相對于傳統燒結溫度降低，進而可降低能耗；此外，壓制過程中也采用分階段進行壓制，避免初始壓力過大，造成基體變形；后段再加壓壓制，可使銅粉層與鐵基體的結合強度大大增強；且該生產工藝先制備出復合板材，再根據不同規格的滑動軸承，進行切斷，卷圓，因而不需要不同的鋼套及銅層制作模具，可降低生產成本，適用于批量化生產。（2）本發明雙金屬復合滑動軸承的生產工藝，銅粉選用粒度為160～240目的銅粉，可從原材料的選用，進一步提高銅粉層與鐵基體的致密度。具體實施方式本發明雙金屬復合滑動軸承的生產工藝，該生產工藝包括以下步驟：（1）一次鋪粉：利用鋪粉裝置將粒度為160～240目的銅粉均勻地鋪設在厚度為30～50絲米的鐵基板上，銅粉的鋪設厚度為20～30絲米，同時將設置于鐵基板下端的磁感器通電6～8μs，使得鋪設于鐵基板上的銅粉能夠密實貼合；（2）二次鋪粉：對一次鋪粉后的鐵基板繼續鋪設銅粉，并通過調節鋪粉裝置使二次鋪粉后，形成厚度為30～50絲米的銅粉層；（3）燒結：將鋪粉結束的鐵基板送至燒結爐中，以16～24℃/分鐘速率升溫至550～650℃條件下燒結20～40min，再以12～16℃/分鐘速率升溫至650～750℃條件下燒結30～40min，然后10～14℃/分鐘速率升溫至800～820℃條件下燒結20～30min，使得銅粉層牢固地粘結在鐵基板上，得到鐵基銅粉板；（4）壓制：將鐵基銅粉板裝入壓型模具，開始以300～450MPa的壓力壓制60～150s，使得銅粉層厚度減少15～20絲米，然后再以600～750MPa的壓力壓制10～30s，形成銅—鐵雙金屬軸承材料的復合板材；（5）后處理：對復合板材表面的銅粉層進行機械加工分別獲得注油孔、油穴、油槽，然后定尺切斷，切斷后的復合板材通過自動卷圓機卷成圓筒形，接口處以焊接連接并由數控磨床進行表面處理最終獲得雙金屬復合滑動軸承基體。實施例1本實施例為直徑50mm，高度為70mm的銅—鐵復合滑動軸承，該銅—鐵復合滑動軸承的生產工藝，具體步驟如下：（1）一次鋪粉：利用鋪粉裝置將粒度為160目的銅粉均勻地鋪設在厚度為30絲米的鐵基板上，銅粉的鋪設厚度為20絲米，同時將設置于鐵基板下端的磁感器通電6～8μs，使得鋪設于鐵基板上的銅粉能夠密實貼合；（2）二次鋪粉：對一次鋪粉后的鐵基板繼續鋪銅粉，并通過調節鋪粉裝置使二次鋪粉后，形成厚度為30絲米的銅粉層；（3）燒結：將鋪粉結束的鐵基板送至燒結爐中，以16～24℃/分鐘速率升溫至550～650℃條件下燒結20～40min，再以12～16℃/分鐘速率升溫至650～750℃條件下燒結30～40min，然后10～14℃/分鐘速率升溫至800～820℃條件下燒結20～30min，使得銅粉層牢固地粘結在鐵基板上，得到鐵基銅粉板；（4）壓制：將鐵基銅粉板裝入壓型模具，開始以300～450MPa的壓力壓制60～150s，使得銅粉層厚度減少15絲米，然后再以600～750MPa的壓力壓制10～30s，形成銅—鐵雙金屬軸承材料的復合板材；（5）后處理：對復合板材表面的銅粉層進行機械加工分別獲得注油孔、油穴、油槽，然后切斷成寬度為70mm，長度為157mm的復合板材，切斷后的復合板材通過自動卷圓機卷成圓筒形，接口處以焊接連接并由數控磨床進行表面處理最終獲得直徑50mm，高度為70mm的銅—鐵復合滑動軸承基體。采用本實施例的生產工藝與專利CN98239209.5生產工藝及專利CN1632340A生產工藝生產的復合軸承的對比如下：【注：表格數據若有不符合的，請幫忙調整】CN98239209.5CN1632340A本實施例銅粉粒度160目160目160目基板厚度30絲米30絲米30絲米復合板厚度45絲米45絲米45絲米銅粉層孔隙率3%0.5%0.15%銅粉層抗拉強度72MPa120MPa188MPa銅粉層與基材粘結強度48MPa60MPa76MPa成本（元/個）81112由上表可以看出，隨著孔隙率的降低，材料的抗拉強度不斷增加，兩種材料之間的粘結強度也不斷增加，且用本實施例生產方法制得的復合軸承，其銅粉層孔隙率可大大降低，降低至0.15%，因而使得材料的抗拉強度及材料與材料之間的粘結強度也大大增加，本實施例的生產成本與CN1632340A的生產成本接近，進行大批量生產不同規格的復合軸承時，CN1632340A需要不同的鋼套及銅層制作模具，因而增加生產成本，不適用于批量化生產；CN98239209.5比本實施例的生產成本低，但生產出的復合軸承的孔隙率高，質量差，廢品率高。實施例2本實施例為直徑50mm，高度為70mm的銅—鐵復合滑動軸承，該銅—鐵復合滑動軸承的生產工藝，具體步驟如下：（1）一次鋪粉：利用鋪粉裝置將粒度為240目的銅粉均勻地鋪設在厚度為30絲米的鐵基板上，銅粉的鋪設厚度為20絲米，同時將設置于鐵基板下端的磁感器通電6～8μs，使得鋪設于鐵基板上的銅粉能夠密實貼合；（2）二次鋪粉：對一次鋪粉后的鐵基板繼續鋪銅粉，并通過調節鋪粉裝置使二次鋪粉后，形成厚度為30絲米的銅粉層；（3）燒結：將鋪粉結束的鐵基板送至燒結爐中，以16～24℃/分鐘速率升溫至550～650℃條件下燒結20～40min，再以12～16℃/分鐘速率升溫至650～750℃條件下燒結30～40min，然后10～14℃/分鐘速率升溫至800～820℃條件下燒結20～30min，使得銅粉層牢固地粘結在鐵基板上，得到鐵基銅粉板；（4）壓制：將鐵基銅粉板裝入壓型模具，開始以300～450MPa的壓力壓制60～150s，使得銅粉層厚度減少15絲米，然后再以600～750MPa的壓力壓制10～30s，形成銅—鐵雙金屬軸承材料的復合板材；（5）后處理：對復合板材表面的銅粉層進行機械加工分別獲得注油孔、油穴、油槽，然后切斷成寬度為70mm，長度為157mm的復合板材，切斷后的復合板材通過自動卷圓機卷成圓筒形，接口處以焊接連接并由數控磨床進行表面處理最終獲得直徑50mm，高度為70mm的銅—鐵復合滑動軸承基體。采用本實施例的生產工藝與專利CN98239209.5生產工藝及專利CN1632340A生產工藝生產的復合軸承的對比如下：CN98239209.5CN1632340A本實施例銅粉粒度240目240目240目基板厚度30絲米30絲米30絲米復合板厚度45絲米45絲米45絲米銅粉層孔隙率1%0.3%0.09%銅粉層抗拉強度111MPa160MPa227MPa銅粉層與基材粘結強度60MPa72MPa88MPa成本（元/個）121516由上表可以看出，隨著孔隙率的降低，材料的抗拉強度不斷增加，兩種材料之間的粘結強度也不斷增加，且用本實施例生產方法制得的復合軸承，其銅粉層孔隙率可大大降低，降低至0.09%，因而使得材料的抗拉強度及材料與材料之間的粘結強度也大大增加，本實施例的生產成本與CN1632340A的生產成本接近，進行大批量生產不同規格的復合軸承時，CN1632340A需要不同的鋼套及銅層制作模具，因而增加生產成本，不適用于批量化生產；CN98239209.5比本實施例的生產成本低，但生產出的復合軸承的孔隙率高，質量差，廢品率高。實施例3本實施例為直徑50mm，高度為70mm的銅—鐵復合滑動軸承，該銅—鐵復合滑動軸承的生產工藝，具體步驟如下：（1）一次鋪粉：利用鋪粉裝置將粒度為200目的銅粉均勻地鋪設在厚度為30絲米的鐵基板上，銅粉的鋪設厚度為20絲米，同時將設置于鐵基板下端的磁感器通電6～8μs，使得鋪設于鐵基板上的銅粉能夠密實貼合；（2）二次鋪粉：對一次鋪粉后的鐵基板繼續鋪銅粉，并通過調節鋪粉裝置使二次鋪粉后，形成厚度為30絲米的銅粉層；（3）燒結：將鋪粉結束的鐵基板送至燒結爐中，以16～24℃/分鐘速率升溫至550～650℃條件下燒結20～40min，再以12～16℃/分鐘速率升溫至650～750℃條件下燒結30～40min，然后10～14℃/分鐘速率升溫至800～820℃條件下燒結20～30min，使得銅粉層牢固地粘結在鐵基板上，得到鐵基銅粉板；（4）壓制：將鐵基銅粉板裝入壓型模具，開始以300～450MPa的壓力壓制60～150s，使得銅粉層厚度減少15絲米，然后再以600～750MPa的壓力壓制10～30s，形成銅—鐵雙金屬軸承材料的復合板材；（5）后處理：對復合板材表面的銅粉層進行機械加工分別獲得注油孔、油穴、油槽，然后切斷成寬度為70mm，長度為157mm的復合板材，切斷后的復合板材通過自動卷圓機卷成圓筒形，接口處以焊接連接并由數控磨床進行表面處理最終獲得直徑50mm，高度為70mm的銅—鐵復合滑動軸承基體。采用本實施例的生產工藝與專利CN98239209.5生產工藝及專利CN1632340A生產工藝生產的復合軸承的對比如下：CN98239209.5CN1632340A本實施例銅粉粒度200目200目200目基板厚度30絲米30絲米30絲米復合板厚度45絲米45絲米45絲米銅粉層孔隙率2%0.4%0.11%銅粉層抗拉強度78MPa126MPa194MPa銅粉層與基材粘結強度52MPa66MPa82MPa成本（元/個）101314由上表可以看出，隨著孔隙率的降低，材料的抗拉強度不斷增加，兩種材料之間的粘結強度也不斷增加，且用本實施例生產方法制得的復合軸承，其銅粉層孔隙率可大大降低，降低至0.11%，因而使得材料的抗拉強度及材料與材料之間的粘結強度也大大增加，本實施例的生產成本與CN1632340A的生產成本接近，進行大批量生產不同規格的復合軸承時，CN1632340A需要不同的鋼套及銅層制作模具，因而增加生產成本，不適用于批量化生產；CN98239209.5比本實施例的生產成本低，但生產出的復合軸承的孔隙率高，質量差，廢品率高。實施例4本實施例為直徑50mm，高度為70mm的銅—鐵復合滑動軸承，該銅—鐵復合滑動軸承的生產工藝，具體步驟如下：（1）一次鋪粉：利用鋪粉裝置將粒度為200目的銅粉均勻地鋪設在厚度為50絲米的鐵基板上，銅粉的鋪設厚度為30絲米，同時將設置于鐵基板下端的磁感器通電6～8μs，使得鋪設于鐵基板上的銅粉能夠密實貼合；（2）二次鋪粉：對一次鋪粉后的鐵基板繼續鋪銅粉，并通過調節鋪粉裝置使二次鋪粉后，形成厚度為50絲米的銅粉層；（3）燒結：將鋪粉結束的鐵基板送至燒結爐中，以16～24℃/分鐘速率升溫至550～650℃條件下燒結20～40min，再以12～16℃/分鐘速率升溫至650～750℃條件下燒結30～40min，然后10～14℃/分鐘速率升溫至800～820℃條件下燒結20～30min，使得銅粉層牢固地粘結在鐵基板上，得到鐵基銅粉板；（4）壓制：將鐵基銅粉板裝入壓型模具，開始以300～450MPa的壓力壓制60～150s，使得銅粉層厚度減少20絲米，然后再以600～750MPa的壓力壓制10～30s，形成銅—鐵雙金屬軸承材料的復合板材；（5）后處理：對復合板材表面的銅粉層進行機械加工分別獲得注油孔、油穴、油槽，然后切斷成寬度為70mm，長度為157mm的復合板材，切斷后的復合板材通過自動卷圓機卷成圓筒形，接口處以焊接連接并由數控磨床進行表面處理最終獲得直徑50mm，高度為70mm的銅—鐵復合滑動軸承基體。采用本實施例的生產工藝與專利CN98239209.5生產工藝及專利CN1632340A生產工藝生產的復合軸承的對比如下：CN98239209.5CN1632340A本實施例銅粉粒度200目200目200目基板厚度50絲米50絲米50絲米復合板厚度80絲米80絲米80絲米銅粉層孔隙率2.2%0.4%0.12%銅粉層抗拉強度76MPa124MPa196MPa銅粉層與基材粘結強度55MPa65MPa83MPa成本（元/個）111415由上表可以看出，隨著孔隙率的降低，材料的抗拉強度不斷增加，兩種材料之間的粘結強度也不斷增加，且用本實施例生產方法制得的復合軸承，其銅粉層孔隙率可大大降低，降低至0.12%，因而使得材料的抗拉強度及材料與材料之間的粘結強度也大大增加，本實施例的生產成本與CN1632340A的生產成本接近，進行大批量生產不同規格的復合軸承時，CN1632340A需要不同的鋼套及銅層制作模具，因而增加生產成本，不適用于批量化生產；CN98239209.5比本實施例的生產成本低，但生產出的復合軸承的孔隙率高，質量差，廢品率高。再將上述實施例1～4銅—鐵復合滑動軸承的生產工藝制備得的銅—鐵復合滑動軸承之間進行對比如下：實施例1實施例2實施例3實施例4銅粉粒度160目240目200目200目基板厚度30絲米30絲米30絲米50絲米復合板厚度45絲米45絲米45絲米80絲米銅粉層孔隙率0.15%0.09%0.11%0.12%銅粉層抗拉強度188MPa227MPa194MPa196MPa銅粉層與基材粘結強度76MPa88MPa82MPa83MPa成本（元/個）12161415由上表可以看出，銅粉的粒度越低，銅粉層孔隙率越低，成本也相對應的增加，但隨著孔隙率的降低，材料的抗拉強度不斷增加，材料之間的粘結強度也不斷增加；基板厚度與復合板厚度改變時，生產成本幾乎變化不大；因而銅粉粒度為240目時，為最佳實施例。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征以及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。當前第1頁1 2 3