CN108127111A - 一种烧结含油轴承及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含油轴承制作工艺，尤其是一种烧结含油轴承及其制作工艺。本发明由于轴承外周面的空隙被破坏，因此润滑油不会从空隙泄漏，轴承孔内的油压得以保持。因此，润滑油从外周面漏出即使不能保证装有轴承的连接部件的圆度，也能防止润滑油从外周面泄漏；可以可靠地防止润滑油从外周面漏出，在外周面上空位被压坏的部分为10％以下；通过粉碎处于绿色状态的空位可以填补紧凑，相对较大的职位空缺。由于这样在轴承的外周面上开设的空隙被压扁，所以润滑油不会从外周面泄漏，能够保持轴承孔内的油压，即使外周面轴承是圆柱形表面，并且不能保证其中装入轴承的附件的圆形度，可以获得能够在轴承孔中保持油压的含油烧结轴承。

Description

一种烧结含油轴承及其制作工艺

技术领域

本发明涉及一种含油轴承制作工艺，尤其是一种烧结含油轴承及其制作工艺。

背景技术

粉末冶金是一种少切削或无切削的制造工艺，具有节约原材料、节省工时、节约能源的特点，因此经济效益突出。常规的粉末冶金工艺为混料、压型、烧结、后处理。粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能用传统的熔铸方法是无法获得的。运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等。含油轴承从材料方面看，主要可分为金属烧结含油轴承和高分子的热可塑性树脂含油轴承，含油轴承是轻工、纺织和农业机械中不可缺少的一类轴承。随着工业界对含油轴承工作性能要求的不断提高，含油轴承研究已经越来越受到人们的关注。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种烧结含油轴承及其制作工艺。

本发明为实现上述一种烧结含油轴承目的而采取的技术方案为：

一种烧结含油轴承的用粉末冶金材料，其特征在于，所述的含油轴承用粉末冶金材料包括下述重量的成分：

Ti0.5wt%-2.0wt%、

Mo0.4wt%-1.0wt%、

Cs0.2wt%-0.6wt%、

Zr0.4wt%-1.0wt%、

Nb0.2wt%-0.5wt%、

Tc0.1wt%-0.4wt%、

Hf0.1wt%-0.3wt%、

Rh0.1wt%-0.3wt%、

Cu1wt%-1.5wt%、

Sn0.5wt%-1.0wt%、

Zn0.5wt%-1.0wt%、

余量为Fe。

本发明为实现上述另一种烧结含油轴承的制作工艺目的而采取的技术方案为：

一种烧结含油轴承的制作工艺，该制作工艺包括用成型模具由原料粉末形成成型体的步骤：通过从所述成形模具推出所述成形模具而将所述成形模具的外周面上开口的空隙挤压成型推出所得到的压粉体P，将其所述的其中压粉体P烧结制成轴承体，烧结后的轴承体在烧结合金的状态下粉碎空孔，将其所述的成形模具包括模具，芯棒，下冲头和上冲头；具有圆柱形状的芯棒同轴地放置在模具中; 下冲头呈圆筒形管状，并且以这样的方式配合在模具和芯棒之间，使得下冲头能够上下自由移动;上冲头呈圆筒形管状，并且以上冲头能够上下自由移动的方式装配在冲模和芯棒之间，与模具分离;在芯棒的外表面，模具的内周表面，下冲头的上表面和下表面上形成填充部分的上冲头；在模具的内周表面上形成凹凸部；在模具的纵向上形成凹凸部的区域的长度基本上等于压坯的长度或更长；在凹凸部和成形模具的生坯压出口之间的模具的内周表面是镜面加工；并且在粗坯的外周面上形成的凸部在粗坯和模具的镜面状精加工面上被挤压通过成型模具的压粉体P离开开口。

作为进一步改进，模具的内周面形成压粉体P的外周面，下冲头的上表面形成其一个端面，上冲头的下侧形成其另一个端面，并且芯棒的外周面形成其滑动表面，通过研磨，切割和放电，模具（的内周表面。凹凸部的长度与轴承体的压粉体P的长度相同或较，凹凸部遍及整周地形成。

作为进一步改进，模具的内周面通过镜面状精加工成镜像状，内周端部的深度H约为0〜0.01mm，优选为0.001〜0.003；至少比凹凸部更靠上侧的内周表面呈镜像形式。

作为进一步改进，填充部填充有原料粉末M，使用上冲头和下冲头对填充部内的原料粉末M进行冲压而形成压粉体P，接着，上冲头上升到模具的上方，在通过使下冲头上升而将冲压成形品P从冲模推出的情况下，成形体P的外周面上的空孔被凹凸部形成在模具的内周面上，内周面形成为镜面状，且比凹凸部靠上侧，即，在填充部中，在压粉体P的外周面上印刷模具的凹凸部，由于凹凸部位于呈镜像状的内周面的径向外侧。

作为进一步改进，所述的轴承体重新经过校正到预定的尺寸。

本发明含油烧结轴承的制造方法有益效果：

第一由于轴承外周面的空隙被破坏，因此润滑油不会从空隙泄漏，轴承孔内的油压得以保持。因此，润滑油从外周面漏出即使不能保证装有轴承的连接部件的圆度，也能防止润滑油从外周面泄漏。

第二，可以可靠地防止润滑油从外周面漏出，在外周面上空位被压坏的部分为10％以下。

第三，通过粉碎处于绿色状态的空位可以填补紧凑，相对较大的职位空缺。由于这样在轴承的外周面上开设的空隙被压扁，所以润滑油不会从外周面泄漏，能够保持轴承孔内的油压，即使外周面轴承是圆柱形表面，并且不能保证其中装入轴承的附件的圆形度，可以获得能够在轴承孔中保持油压的含油烧结轴承。

第四，在烧结后的烧结合金的状态下粉碎空孔，可以填充比较小的空孔。由于这样在轴承的外周面上开口的空隙被压扁，所以润滑油不会从外周面漏出，能够保持轴承孔内的油压，能够保持油浸烧结轴承即使轴承的外周表面是圆柱形表面，也能够获得轴承孔中的油压，并且不能保证其中结合有轴承的附件的圆形度。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的轴承的立体图。

图2是关于实施例1的局部放大的成形用模具的剖面图，是填充原料粉末之前的状态。

图3是关于实施例1的成形用模具的剖面图，是压缩工序的状态。

图4是关于实施例1的局部放大的矫正用模具的剖面图，是填充烧结合金之前的状态。

图5是关于实施例1的矫正用模具的剖面图，是压缩矫正的状态。

图6是关于实施例1的放大拍摄轴承的外周面，表示二值化图像的图。

图7是关于实施例1的表示将轴承安装在安装部上的状态的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

以下描述本发明的实施例。

图1〜图6示出了本发明中的实施例1。如图1所示，烧结含油轴承1是在由含空位的多孔烧结合金构成的轴承体1上设置轴承孔3的轴承。浸油烧结轴承1呈圆柱形，如图1所示。在图7，所示，外径比轴承孔3的外径小的旋转轴9插入到轴承孔3中。滑动面4是轴承孔3的内周面，旋转轴9插入到轴承孔3中，并旋转，使得旋转轴9的外周表面与滑动表面4滑动接触。此外，彼此平行且平坦的端面6设置在滑动面4的长度方向上的两侧。详细而言，轴承体1在整个内周方向上具有包含润滑油的空孔8。结果，由于润滑油可以在轴承体1的圆周方向上自由移动，因此它可以在轴承体1的每个部分上均匀分布，而不会在任何部分中断，这可以包含大量的润滑油另一方面，轴承体1的外周面7处于大量的空洞8被压扁的状态，或者空洞8的平均直径变小的状态。因此，外周面7的每单位面积的表面空位率低，表面空位率为10％以下，优选为5％以下。接下来，说明烧结含油轴承的制造方法的一个例子将主要参考图1描述具有上述组成的图1。

图2〜 5含油烧结轴承1通过如下步骤来制造：通过压制所述的含油轴承用粉末冶金材料包括下述重量的成分：

Ti0.5wt%-2.0wt%、

Mo0.4wt%-1.0wt%、

Cs0.2wt%-0.6wt%、

Zr0.4wt%-1.0wt%、

Nb0.2wt%-0.5wt%、

Tc0.1wt%-0.4wt%、

Hf0.1wt%-0.3wt%、

Rh0.1wt%-0.3wt%、

Cu1wt%-1.5wt%、

Sn0.5wt%-1.0wt%、

Zn0.5wt%-1.0wt%、

余量为Fe的原材料粉末来形成压坯，并将其烧结，然后校正其形状。在图2和图2中，

图3示出了成型模具11，图3进一步示出了通过压制原料粉末M而形成压粉体P的状态。如图所示，用于形成压粉体的成形模具11的轴向为垂直方向（压制垂直轴方向），成型模具11具备模具12，芯棒13，下冲头14，上冲头15，模具12呈圆筒状，芯棒13呈圆筒状呈圆筒状，位于模具12内，与模具12位于同一轴线上。下冲头14呈圆筒状，与模具12和芯棒13自由地低侧。

上冲头15呈圆筒状，从上方自由垂直移动地嵌入模具12与芯棒13之间，能够自由地进出。在模具12，芯棒13和下冲头14之间形成填充部16.

模具12的内周面形成压粉体P的外周面7，下冲头14的上表面形成其一个端面6，上冲头15的下侧形成其另一个端面，并且芯棒13的外周面形成其滑动表面4。通过研磨，切割和放电，模具12的内周表面17。凹凸部21的长度与轴承体1的压粉体P的长度相同或比其长。凹凸部21遍及整周地形成。凹凸部21的表面粗糙度根据所形成的原料粉末的粒径来选择，在本例中设定为2〜15S，优选为5〜8S。

另一方面，模具12的内周面17通过镜面状精加工成镜像状。内周端部的深度H约为0〜0.01mm，优选为0.001〜0.003。至少比凹凸部21更靠上侧的内周表面17呈镜像形式。

如图3所示，填充部16填充有原料粉末M，使用上冲头15和下冲头14对填充部16内的原料粉末M进行冲压而形成压粉体P.接着，上冲头15上升到模具12的上方，在通过使下冲头14上升而将冲压成形品P从冲模12推出的情况下，成形体P的外周面7上的空孔8被凹凸部21形成在模具12的内周面17上，内周面17形成为镜面状，且比凹凸部21靠上侧。即，在填充部16中，在压粉体P的外周面7上印刷模具12的凹凸部21，由于凹凸部21位于呈镜像状的内周面17的径向外侧，

因此外周面7生坯P比内周面稍宽e 17和微观的。当压坯P被下冲头14推出时，外周面7上的微小凹凸的部分被凹凸部21磨削，磨碎的碎片和小碎片被放入外侧的空隙8此外，通过呈镜像形式的内周表面17使其平滑，并因此填充空位8。换句话说，当压坯P被推出时，外周面7被压缩，比内周面17宽且在压粉体P上具有微小凹凸的部分被置于空隙8内，空缺8填满。在这种情况下，由于这些步骤是在生坯P烧结之前进行的，所以在生坯P的外周表面7上可以压扁相当大的空位。因为具有微观凹凸的部分比内周边宽如果研磨表面17被磨削，并且压粉体P以这种方式被推到内周表面17的出射侧，则如果深度H大于0.01mm，则很难推动它。因此，如上所述，深度H被设定为0.01mm以下，优选0.003mm以下。轴承体1通过烧结由上述工艺形成的压粉体而制成。而且，由烧结合金制成的轴承体1被校正到预定的尺寸。

在图4和图4中，图5示出了校正模具11A。校正模具11A的轴向是铅垂方向（压入垂直方向）轴方向）。校正模具11A具有模具12A，芯棒13A，下冲头14A和上冲头15A。模具12A几乎呈圆柱形，几乎呈圆柱形的芯棒13A位于模具12A中并与模具12A位于同一轴线上。下冲头14A呈圆筒状，从下方自由垂直移动地嵌合于模具12A与芯棒13A之间。上冲头15A呈圆筒状，从上方自由上下移动地嵌入模具12A与芯棒13A之间，能够自由地进行取出。在模具12A，芯棒13A和下冲头14A之间形成校正部16A。通过研磨，切割和放电，在模具12A的内周面17A上形成平滑部31。在该例子中，平滑部31的长度比轴承体1的长度短。平滑部31设置在比模具12A中的校正部16A更靠上侧的位置。平滑部分31沿长度方向排列多个凹部32。在凹部32,32之间形成凸部33，凸部33的前端形成为与内周面17A相同的直径。凹部32的深度HA约为0.01mm，凹部32的底部与凸部33的长度LA约为0.1mm。凹部32的深度HA与凸部33的高度相同。如图5所示，将轴承体1放置在校正部16A中，并且通过使用上冲头15A和下冲头14A在校正部16A中压缩轴承体1来校正轴承体1。另外，在接下来的工序中，在使上冲头15A上升至模具12A的上方，通过使下冲头14A上升而将轴承体1从模具12A推出的情况下，通过平滑化这是在一个以上的上侧比在模具12A.That的内周面17A中的校正部16A形成部31中，在校正部16A中，轴承主体2被压缩并校正，并且外周面通过多个凸部33以及凹部32与发射侧的内周面17A之间的修边部34磨削轴承体1。将其碎片和碎片放入空位8中，由此填充空位8.在这种情况下，凹入部分32和内周边之间的内周表面17A，凸出部分33和边缘部分34在发射侧的表面17A具有相同的直径。但是，由于校正部16A中的轴承体1的压缩修正所引起的轴承体1的回弹，凸部33与修边部34之间的轴承体1的外周面7滑动，在轴承体1的外周面7上的轴承8被填充。图6示出了轴承1“未经处理”的外周表面7上的放大图片的二进制图像，其中当形成并校正轴承时空隙8未被压扁，并且轴承1“经过处理”当轴承1形成和校正时，空位8被压碎。No.1表示密度为6.7g / cm3的轴承1的二值图像，No.2表示密度为6.9g / cm3的轴承1的二值图像，No.3表示轴承的二值图像1，密度为7.1 g / cm3。结果很明显，在图1的“处理”的轴承1“中，表面空位率大大降低。图7表示轴承1的安装结构的一个例子。安装有轴承1的安装部41设置在金属板或合成树脂制的壳体等上，其内周面附接部分41呈多边形形式。在这个例子中，它是六角形的。之后，通过压入将轴承1嵌合固定。轴承1被指定为六个位置，因此轴承1的中心比具有圆柱形状的附接部分的轴承更容易。在另一方面，存在在轴承I的外周面7和连接部分上述41.Using的方法的内周面之间产生间隙的问题，表面空置率被设定为10％或更少，在本发明中优选5％或更少。因此，能够防止润滑油从轴承体1的外周面7泄漏，并且能够保持滑动面4的油压。实施方式与本发明的第一方式相对应，浸渍烧结轴承1包括轴承体它由含有空穴8的多孔烧结合金制成，并具有一个轴承孔3，一个旋转轴9插入其中。在本实施方式中，由于在轴承体1的外周面7上开设的空隙8被压溃，所以能够防止润滑油从轴承1的外周面7漏出，轴承孔内的油压因此，即使不能保证装入轴承1的连接部件的圆度，也能防止润滑油从外周面7泄漏。此外，该实施例对应于第二由于在外周面7上空隙8被压坏的部分的表面空缺率为10％以下，所以能够可靠地防止润滑油从外周面7的泄漏。

实施方式对应于本发明的第三方面，其中烧结含油轴承1的制造方法包括由原料粉末形成生坯P，烧结生坯作为P，形成含有空孔8的多孔质烧结合金，在由烧结合金构成的轴承体1上形成能够插入旋转轴9的轴承孔3。

在本实施方式中，由于在压粉体P的外周面开口的空孔8被粉碎，所以在压粉体P的状态下，通过粉碎空隙8，能够填充比较大的空孔8。因此，即使轴承1的外周面7为圆筒状，也不能确保内置有轴承的安装部的圆度，因此能够将轴承孔内的油压保持为较低的含油烧结轴承1实施方式对应于本发明的第四方面，其中，烧结含油轴承的制造方法包括：由原料粉末形成生坯P，烧结生坯P以形成多孔烧结合金包括空位8，校正烧结合金，以及在由校正后的烧结合金制成的轴承体1中形成可插入旋转轴9的轴承孔。

在本实施方式中，烧结合金的外周面上开口的空位8在修正烧结合金时被破坏，所以烧结后的烧结合金的状态下，通过粉碎空位8，能填充比较小的空孔8。由于这样在轴承1的外周面7上开设的空隙8被压扁，所以能够防止润滑油从外周面7泄漏，能够维持轴承孔内的油压。因此，即使轴承1的外周面为圆筒状，也不能确保内置有轴承1的安装部的圆度，所以能够保持轴承内的油压的含油烧结轴承1可以获得孔3。另外，本实施例对应于本发明的第五方面，其中外周边表面7上的空位8在外周边上开口生坯P的表面被压碎。在本实施方式中，首先，通过粉碎成形体P的状态下的空位8，能够填充相对较大的空位8。接着，作为通过粉碎烧结后的烧结合金状态下的空位8的另外的优选步骤，可以填充相对小的空位8.作为本实施例的效果，空位8可以被粉碎而不增加制造步骤，因为当生坯P或轴承体1被推出模具时，作为附加的优选步骤的生坯P的空心部8可以被压碎11或11A。对于与实施例1中使用的部件相同的部件给予相同的符号，并且省略详细的描述。在本实施方式中，空隙部8在外周面7的一部分区域被压溃。外周面7的半周区域的周向的空隙8被填充。如果在成形模具11的模具12的内周面17的一半处，在成形模具11的外周面7上的空位8被压碎，则凹凸部21形成。如果外侧的空位8周边表面7在被烧结后在烧结合金2中被压碎的附加优选步骤中，平滑部分31形成在校正模具11A的模具12A的内周表面17的一半处。表面v在这种情况下的空转率是在外周面7的半周区域即区域R上的空位8的尺寸比例。另外，轴承孔3的滑动面4的一半的空位8是在与外周面7上填充有空位8的部分相同的一侧被粉碎。

在本实施方式的含油烧结轴承I中，填充有空位8的区域R被设定在下侧。这样，通过将滑动面4上的空位8压扁，滑动面4上的润滑油不会泄漏到轴承1内。在滑动面4上填充有空位8的区域形成致密的油面，所以能够确保旋转轴的顺畅的旋转。另外，与以往的润滑油容易从底部泄漏的情况不同，即使在外周面7上填充有空隙8的区域R设置在底侧，因为区域R中的空位8被压碎，所以润滑油不会从这里泄漏。另外，由于在外周面7上填充有空位8的区域R能够在外观上进行辨别，所以能够将在外周面7上填充了空位8的区域R作为用于确认轴承1与安装部41结合在一起。

Claims (7)

1.一种烧结含油轴承的用粉末冶金材料，其特征在于，所述的含油轴承用粉末冶金材料包括下述重量的成分：

Ti0.5wt%-2.0wt%、

Mo0.4wt%-1.0wt%、

Cs0.2wt%-0.6wt%、

Zr0.4wt%-1.0wt%、

Nb0.2wt%-0.5wt%、

Tc0.1wt%-0.4wt%、

Hf0.1wt%-0.3wt%、

Rh0.1wt%-0.3wt%、

Cu1wt%-1.5wt%、

Sn0.5wt%-1.0wt%、

Zn0.5wt%-1.0wt%、

余量为Fe。

2.一种根据权利要求1所述的烧结含油轴承的制作工艺，该制作工艺包括用成型模具（11）由原料粉末形成成型体的步骤：其特征在于，通过从所述成形模具（11）推出所述成形模具而将所述成形模具的外周面上开口的空隙挤压成型推出所得到的压粉体P，将其所述的其中压粉体P烧结制成轴承体（1），烧结后的轴承体（1）在烧结合金的状态下粉碎空孔，将其所述的成形模具包括模具（12） ，芯棒（13），下冲头（14）和上冲头（15）；具有圆柱形状的芯棒（13）同轴地放置在模具（12）中； 下冲头（14）呈圆筒形管状，并且以这样的方式配合在模具（12）和芯棒（13）之间，使得下冲头（14）能够上下自由移动;上冲头（15）呈圆筒形管状，并且以上冲头（15）能够上下自由移动的方式装配在冲模（12）和芯棒（13）之间，与模具（12）分离;在芯棒（13）的外表面，模具（12）的内周表面，下冲头（14）的上表面和下表面上形成填充部分（16）的上冲头（15）；在模具（12）的内周表面上形成凹凸部（21）；在模具（12）的纵向上形成凹凸部（21）的区域的长度基本上等于压坯的长度或更长；在凹凸部（21）和成形模具（11）的生坯压出口之间的模具（12）的内周表面（17）是镜面加工；并且在粗坯的外周面上形成的凸部在粗坯和模具（12）的镜面状精加工面上被挤压通过成型模具（11）的压粉体P离开开口。

3.根据权利要求2所述的一种烧结含油轴承的制作工艺，其特征在于：模具（12）的内周面形成压粉体P的外周面（7），下冲头（14）的上表面形成其一个端面（6），上冲头（15）的下侧形成其另一个端面，并且芯棒（13）的外周面形成其滑动表面（4），通过研磨，切割和放电，模具（12）的内周表面（17）。

4.凹凸部（21）的长度与轴承体的压粉体P的长度相同或较，凹凸部（21）遍及整周地形成。

5.根据权利要求3所述的一种烧结含油轴承的制作工艺，其特征在于：模具（12）的内周面（17）通过镜面状精加工成镜像状，内周端部的深度H约为0〜0.01mm，优选为0.001〜0.003；至少比凹凸部（21）更靠上侧的内周表面（17）呈镜像形式。

6.根据权利要求4所述的一种烧结含油轴承的制作工艺，其特征在于：填充部（16）填充有原料粉末M，使用上冲头（15）和下冲头（14）对填充部（16）内的原料粉末M进行冲压而形成压粉体P，接着，上冲头（15）上升到模具（12）的上方，在通过使下冲头（14）上升而将冲压成形品P从冲模（12）推出的情况下，成形体P的外周面（7）上的空孔（8）被凹凸部（21）形成在模具（12）的内周面（17）上，内周面（17）形成为镜面状，且比凹凸部（21）靠上侧，即，在填充部（16）中，在压粉体P的外周面（7）上印刷模具（12）的凹凸部（21），由于凹凸部（21）位于呈镜像状的内周面（17）的径向外侧。

7.根据权利要求2-5所述的一种烧结含油轴承的制作工艺，其特征在于：所述的轴承体（1）重新经过校正到预定的尺寸。