[发明专利]一种低噪音耐磨含油轴承

说明书

技术领域

本发明涉及轴承制造领域，特别涉及一种低噪音耐磨粉末冶金含油轴承。

背景技术

粉末冶金含油轴承广泛应用于汽车、机械、化工、电子等领域，随着我国汽车工业持续快速的发展，不仅对粉末冶金含油轴承的需求量越来越大，而且度性能要求也越来越高。现代使用的含油轴承主要以铜基、铜铁基、铁基以及少量的铝基含油轴承为主，由于铜基、铜铁基、铁基烧结含油轴承已发展较成熟，其发展空间相对较小，性能和工艺上的改进相对较小，而铝基烧结含油轴承材料由于密度小，低噪音、耐磨、价格便宜，耐腐蚀性好等优点，人们对这类材料的兴趣正日益增长，鉴于已开发的铝基烧结含油轴承材料的运转性能较高，其可能是烧结锡青铜含油轴承的替代品，其发展潜力被业内人士普遍看好，是粉末冶金含油轴承的一大发展方向。

在现有已开发的铝基烧结含油轴承材料中，使用人员对其性能还不是很满意，即现有的铝基烧结含油轴承在使用过程中，会出现磨损不均匀，摩擦性能不稳定的现象，同时，其本身硬度相对较低，塑性较大，抗压和抗拉强度也不尽人意，这些缺点都限制了铝基烧结含油轴承的适用场合，缩短了使用周期，因此制约了铝基烧结含油轴承的发展。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种铝基低噪音耐磨含油轴承，在保证铝基含油轴承低噪音功能下，通过添加合金元素的方式，从组成结构上改善铝基含油轴承，从而大幅提高其力学性能和摩擦性能，解决了轴承表面温度分布不均匀而导致的磨损不均匀问题，提高耐磨性，使铝基含油轴承的表面摩擦系数维持在较低值。

本发明采用的技术方案如下：一种低噪音耐磨含油轴承，其组成及各组分质量百分含量如下：Cu为6.5-8.5％，Si为0.6-0.9％，Mg为1.3-1.7％，Cr为1.4-1.7％，Sn为1.1-1.5％，Nb为0.2-0.9％，Bi为1.8-2.3％，Co为1.2-1.8％，Er为0.15-0.25％，Zr为0.06-0.12％，杂质含量不大于1％，余量为铝。

上述组分中，Cu、Si、Mg和Cr为铝基含油轴承中常用合金元素，其中，Cu对铝基含油轴承的性能有着重要影响，根据文献资料表明，当铝基中的Cu含量小于7.5％时，含油轴承的含油率和压溃强度随Cu含量的增加而增大，磨损量随Cu含量的增加而减小，当铝基中的Cu含量超过7.5％时，含油率与压溃强度随Cu含量的增加而减小，磨损量和硬度则增大，在本发明中，综合各合金元素的影响，通过大量试验探究得到，Cu的含量在6.5-8.5％时，Cu能发挥出最大作用，含油轴承能获得较好的各项性能；当Si含量小于1％时，压溃强度随Si含量的增加而增大，当Si含量超过1％时，压溃强度随Si含量的增加而减小，通过大量试验探究得到，Si的含量在0.6-0.9％时，Si能发挥出最大作用；同理，通过大量试验探究得到，Mg的含量在1.3-1.7％和Cr的含量在1.4-1.7％时，各组分能最大限度地发挥出其作用。

在本发明中，创造性的向含油轴承中加入了Nb、Co、Bi、Er和Zr合金元素，通过试验得到，Nb加入铝基金属后，对铝基金属的力学性能影响较大，当Nb添加量为0.2％时，得到的成品的抗拉强度达到137.77MPa，当Nb添加量为0.9％时，得到的成品的抗拉强度达到151.33MPa，增强效果明显，其原因可能是在烧结过程中产生了瞬时液相，夺去粉末颗粒表面的氧并净化粉体颗粒界面，提高粉体的烧结活性，进而提高了成品的强度；Co作为增强轴承硬度的增强元素的互补元素，使硬度增大后的轴承的不至于脆性过大，提高轴承的韧性；Bi对含油轴承的摩擦性能产生影响，由于Bi的熔点为270℃，在摩擦过程中容易融化而渗出，形成Bi润滑膜，对摩擦表面起到自润滑作用，降低了轴承的摩擦系数，改善了摩擦性能的稳定性，使合金的磨损量及摩擦表面的温度降低，解决了轴承表面磨损不均匀的问题，同时，在烧结过程中，首先熔化的铋粉以液态的形式在粉体内流动并溶解部分固相的元素发生重结晶，增大了颗粒间的联结度；单独添加Er时，铝基金属的显微组织细化效果较好，增大了铝基金属的力学性能，单独添加Zr时，同Er作用相同，铝基金属的显微组织细化效果较好，增大了铝基金属的力学性能，当按一定比例同时添加Er和Zr时，能使铝基金属中，过饱和固溶体中强化相析出充分(如Bi粉的熔化)，强化相细小弥散分布，强烈钉扎位错，稳定亚结构，阻碍晶粒的长大，提高了铝基金属轴承的抗拉强度和硬度，使轴承的硬度达到维氏硬度56。