[发明专利]一种轴承材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料及这种材料的制备方法，确切讲，本发明涉及由钨、钴、钛、碳、硼及铁组成的轴承材料，及这种材料的制备方法。 

背景技术

中国发明专利200510022729.X公开一种供泥浆泵用，特别是石油开采中使用的泥浆泵的缸套及制备方法。这种材料具有高耐热和高耐磨的特性，因此也可以用作轴承材料，特别是滑动轴承材料。该材料由钨钴钛合金制成，其中的钨∶钴∶钛为6∶2∶1.5，在合金中还有占合金总重量3％的碳、硼、铁等元素，其中碳、硼、铁的相对比例为铁∶硼∶碳为4.8～5.3∶2.0～2.5∶1.5～1.8。虽然这种材料有相当的耐磨性，但其耐热冲刷性和抗氧化稍差，特别是这种材料的韧性较差，不适于一些特殊使用领域的应用。 

发明内容

本发明提供一种可克服现有技术不足，不仅具有相当的耐磨性，而且有较高的耐热冲刷性和较高的抗氧化能力，特别是具有较高的韧性的由钨、钴、钛、碳、硼及铁元素构成的轴承材料。 

本发明的轴承材料由占总重量95％的W、Co、Ni、Ti和占总重量5％的C、B、Fe组成，其中W∶Co和Ni的总和∶Ti的重量比等于6∶1.9∶1.5，C∶B∶Fe的重量比等于5.1∶3.2∶1.7，钴与镍的重量比为1.87∶0.03～1.8∶0.1。。 

本发明的轴承材料的制备方法是将钨、钴、镍、钛、碳、硼和铁粉按重量比混合后充分搅拌均匀，经静压成型进行烧结处理，然后进行热处理，其具体的做法是将材料再在650℃±10℃高温回火处理2～4次，回火后应使材料快速冷却。 

经相关的实验表明，本发明的轴承材料除具有高的耐磨性、高强度与高硬度外，还具有较高的弹性模量，具有较高的韧性和断裂韧性，较为容易地得到细化的组织，同时由于Ni的加入提高了合金的韧性和弹性模量，这对保障轴承产品几何稳定性有突出作用。本发明由于适当增大了硼的含量，可以进一步细化了碳化物晶粒，使其组织更加均匀化，并可以最大限度的减少第二相数量，进一步提高材料的断裂韧性。本发明增加了钛的含量可以防止第二类回火脆性。在进行回火处理时一方面延长了保温时间，另一方面提高了冷却速度，缩短了冷却时间同时这样有效地促进了碳化物的溶解和晶粒的均匀、细化。另外由于 本发明中增加了一定量的镍，不仅大大改善材料的性能，而且还可减小钴的用量，使材料的成本减低。 

附图说明

附图1为本发明的材料回火处理前的显微组织照片(500×)，附图2为小发明的材料经一次回火处理后的显微组织照片(500×)，附图3为本发明的材料经两次回火处理后的显微组织照片(500×)，附图4为本发明的材料经三次回火处理后的显微组织照片(500×)。 

具体实施方式

以下提供本发明的实施例。 

将钨、钴、镍、钛、碳、硼和铁粉按比例混合后充分搅拌均匀，经静压成型进行烧结处理。其中钨、钴、镍、钛的重量占材料总重量的95％，且钨∶钴加镍∶钛的比为6∶1.9∶1.5，碳、硼、铁占材料总重量的5％，且碳∶硼∶铁的重量比为5.1∶3.2∶1.7，钴与镍的重量比为1.87∶0.03～1.8∶0.1。 

材料制成后将其加热至650℃±10℃高温回火处理2～4次。 

由图1至图4可见，经三次回火处理后，本发明的材料组织细化，从显微图片明显的可以看到晶粒细化合金均匀度提高，晶粒均匀弥散分布。。 

经热处理后的材料测试数据如下： 

1.材料弹性模量： 

                        WCo(Ni)Ti合金    WCoTi合金 

弹性模量E(GPa)           208～212         206～209 

注：以上数据中WCo(Ni)Ti合金为本发明，WCoTi合金为与本发明相比的现有技术，以下相同。 

2.材料强度： 

                        WCo(Ni)Ti合金    WCoTi合金 

屈服强度σ_S(MPa)          1790             1765 

抗拉强度σ_b(MPa)          2015             1985 

3.韧性：