一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法，包括采用带台阶芯棒装入钢套的通孔内进行组芯，将粉末冶金材料先装入空腔内；低温烧结使粉末冶金材料的粉末颗粒之间通过固相扩散进行初步结合形成粉末层，取出芯棒；向钢套的通孔内插入与其非同轴设置的一旋转芯棒，并且使旋转芯棒与钢套呈相对转动或滚动的状态，于该状态下通过对旋转芯棒施加一径向压力来使旋转芯棒对粉末层施以径向滚压，从而使粉末区域受力，取出芯棒；进行高温烧结。本发明专利技术不仅提高了粉末成型密度，由于芯棒转动的同时也对反向转动的钢套的粉末区域施加了压力，这种滚动施压方式亦同时提高了粉末成型均匀度，强化了粉末内层与外层钢套之间的结合紧密度。

【技术实现步骤摘要】
一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法
本专利技术涉及粉末冶金
，尤其涉及一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法。
技术介绍
滑动轴承的应用领域十分广泛，因而，对于其结构或生产工艺的研究也往往根据其不同的应用领域来区别对待，滑动轴承应用于不同领域所体现的应用功能是各不相同的，其为不同领域带来的效果往往各异。本专利技术技术方案涉及如何利用径向滚压方式来生产双金属滑动轴承。研发人员在展开研究之先，首先对以往的同类技术加以揣摩与分析，总结出现有一些用于粉末冶金
的制造双金属滑动轴承方法共同存在的问题以及各自存在的弊端，包括：⑴现有的非滚压式的金属滑动轴承同类制造工艺普遍采用将以铜、锡、铅等元素为主体的金属粉末或者合金粉末平铺在薄金属板(厚度通常为1～2mm)上，经过一次烧结、轧制、二次烧结，然后通过卷制或焊接再加工的方式生产出薄壁复合滑动轴承。此类制造方法暴露了过多的缺陷，例如，铜、锡、铅元素材质软，抗冲击性差、承载能力弱，不适合重载领域，含铅不环保；同时，无法存储液体减摩润滑油，摩擦系数大，使用寿命短。可见，采用粉末平铺在金属板进行烧结的传统工艺已经无法满足现有的粉末冶金双金属滑动轴承的工作性能。⑵若采用厚壁双金属滑动轴承的生产工艺，例如，以离心铸造生产方法为主，此类方法是将铜为主体添加以锡、铅等元素，将其高温熔化，通过离心力将其与外钢套进行结合，此类方法不仅存在着元素材质软、强度低、不适合重载领域、含铅不环保、无法存储液体减摩润滑油、摩擦系数大、使用寿命短等缺陷，同时，由于结合层仅是通过铜等金属熔液热能而瞬间将其结合在钢套内壁上，这种以瞬间结合为基础形成结合力的技术手段是沿袭了传统的机械领域的制造方式，经过几十年来的生产实践可以确定，如果应用在粉末冶金领域是远远不够的，其结合层容易出现脱落的现象，且并不适合重载领域。在此之后，一些技术人员为了提高结合强度，还在钢套内壁电镀一层铜等材料，但如此实施则不仅电镀成本高，也污染着环境，浪费了大量的有色金属；除此之外，经过实验可知，技术人员也不适合采用大比例添加提高承载能力及抗冲击能力铁元素金属的方式，如此会降低结合力。很明显，若采用厚壁双金属滑动轴承的生产工艺，也无法满足现有以及未来的粉末冶金行业对于滑动轴承优良工作性能的需求。⑶相关问题的暴露不仅不限于以上两种制造工艺，如果进一步采用组合烧结法生产粉末冶金双金属滑动轴承依然存在着明显的弊端，由于钢套与粉末冶金层是组合烧结，组合时粉末冶金层外径比钢套内径尺寸小，存在大的间隙，而烧结结合是利用粉末冶金层材料热膨胀原理，但烧结膨胀受到材料不同、成型生坯密度均匀、成型生坯脱模后膨胀不同、间隙大小不同、烧结时烧结变形不均匀、钢套内壁及粉末冶金层外壁洁净程度、烧结炉内气体、气压不同、烧结炉温度不均匀等因素的影响，导致烧结后的结合层极易出现间隙，或者烧结结合力强度不高，导致无法大规模应用，更无法应用在高强度场合。⑷此外，现有技术人员还采用了将生坯压制烧结而后再加工的方式，此种方式主要是依靠加热使粉末与钢套之间进行固相扩散而结合，但经过实际应用，发现也存在着与上述制造工艺相同的缺陷，例如，其因结合力太过小而无法应用在高强度场合，况且若采用生坯烧结后再加工、再组合烧结的方式，其成本则过高；又如，该工艺在生产时，其钢套需在内壁电镀一层铜等材料才能更利于结合，如此一来，则不仅电镀成本高，也更加会污染环境；再如，采用该工艺在生产时，由于粉末冶金材料与钢套材料热系数不同，在热处理时，内应力过大，结合层非常容易裂开，采用此种工艺制造的产品，成本比整体粉末冶金成本还高。综合而言，以上制造工艺会导致无法大规模应用，更无法应用在高强度场合。本专利技术技术方案之研发人员在对以往的制造双金属滑动轴承方法加以揣摩、分析之后，又对制造工艺相近的传统粉末冶金含油轴承制造方法的现状进行了总结，其一般是将金属粉末松装装入模具型腔中，冲头进入模具型腔，将金属粉末压实，到达所需的密度，将压制好的生坯从模具中脱出，然后进行下一产品压制成型循环；主要以制造模具、装粉、压制、高温烧结、浸油等步骤形成一道工序，或在该工序基础上再加以精整而形成另一道工序，或在高温烧结的基础上依次施以热处理、浸油而形成另一道工序。总之，无论以上三道工序各自具有何种特点，所制造出的产品在应用于重载场合时其承载能力差、易开裂，在应用于摆动场合时其抗变形能力差、边缘容易开裂，特别是经过热处理后，反而令其韧性差、脆性大、抗冲击能力差，此外，采用这种制作工艺的模具投入大，设备要求高。结合以上对同类技术的共同缺陷与各自弊端的分析可知，应用于粉末冶金领域的滑动轴承是不能仅从机械构造或原材料等单一的方向进行优化和创新的，研究方向还还包括滑动轴承内外层之间的结合紧密度，内层粉末成型密度，以及内层粉末层的均匀度。本专利技术技术方案之研发人员也正是在以上设计需求的基础上，对应用于粉末冶金领域滑动轴承技术进一步优化，提出一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法，该方法在生产过程中，将钢套与不同工序所采用的不同芯棒相组合，即先利用一具备台阶的芯棒配合来提高装粉量，以便施以低温烧结来加强粉末颗粒之间的固相扩散，之后，再对与钢套非同轴转动的旋转芯棒施加径向压力而使粉末区域受力来提高粉末成型密度，亦同时提高了粉末成型均匀度、以及强化了滑动轴承的粉末内层与外层钢套之间的结合紧密度，最后经过高温烧结之后，使产品的使用性能、使用寿命、以及应用范围得以大幅提升。经过实际投入的生产经验可知，本专利技术所提出的技术方案能够至少缓解、部分解决或能够完全解决现有技术存在的问题。
技术实现思路
针对以上缺陷，本专利技术提供一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法，其在生产过程中，先利用一具备台阶的芯棒配合来提高装粉量，以便施以低温烧结来加强粉末颗粒之间的固相扩散，而后再通过向非同轴转动的芯棒施加径向压力而使粉末区域受力来提高粉末成型密度与均匀度，亦同时强化了滑动轴承的粉末内层与外层钢套之间的结合紧密度，从而在高温烧结之后，能够提升产品的承载能力、抗冲击能力、使用寿命、以及应用性，并且有利于降低成本，以及克服环境污染的隐患。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法，其采用内径通孔钢套或内径台阶钢套进行组模，并按照相应步骤制造用于粉末冶金领域的双金属滑动轴承，包括以下步骤：Ⅰ、先采用一带台阶芯棒装入钢套的通孔内进行组芯，并且带台阶芯棒外壁面与钢套内壁面之间形成用于装入粉末冶金材料的空腔，其中的带台阶芯棒与钢套各自均保持静止状态；Ⅱ、将粉末冶金材料先装入空腔内，再通过振动或敲击方式来提升装粉量，其中的带台阶芯棒端部带有台阶部并且封闭阻挡于钢套的一端，从而使邻近该一端区域所装入的粉末冶金材料填充密度得到提升；Ⅲ、进入低温烧结环节，并且使粉末冶金材料的粉末颗粒之间通过固相扩散进行初步结合形成粉末层，取出带台阶芯棒；Ⅳ、向钢套的通孔内插入与其非同轴设置的一旋转芯棒，并且使旋转芯棒与钢套呈相对转动或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法，其采用内径通孔钢套或内径台阶钢套进行组模，并按照相应步骤制造用于粉末冶金领域的双金属滑动轴承，其特征在于，包括以下步骤：/nⅠ、先采用一带台阶芯棒装入钢套的通孔内进行组芯，并且所述带台阶芯棒外壁面与所述钢套内壁面之间形成用于装入粉末冶金材料的空腔，所述带台阶芯棒与所述钢套各自均保持静止状态；/nⅡ、将粉末冶金材料先装入所述空腔内，再通过振动或敲击方式来提升装粉量，所述带台阶芯棒端部带有台阶部并且封闭阻挡于所述钢套的一端，从而使邻近该一端区域所装入的粉末冶金材料填充密度得到提升；/nⅢ、进入低温烧结环节，并且使所述粉末冶金材料的粉末颗粒之间通过固相扩散进行初步结合形成粉末层，取出带台阶芯棒；/nⅣ、向所述钢套的通孔内插入与其非同轴设置的一旋转芯棒，并且使所述旋转芯棒与所述钢套呈相对转动或滚动的状态，于该状态下通过对所述旋转芯棒施加一径向压力来使所述旋转芯棒对粉末层进行滚压，使粉末区域受力，从而同时提高粉末成型密度、粉末层成型均匀度以及强化粉末层与所述钢套结合的紧密程度；/nⅤ、从所述钢套的通孔内取出所述旋转芯棒；/nⅥ、将依次经过以上制造步骤的轴承产品进行高温烧结，形成双金属滑动轴承。/n...

【技术特征摘要】
1.一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法，其采用内径通孔钢套或内径台阶钢套进行组模，并按照相应步骤制造用于粉末冶金领域的双金属滑动轴承，其特征在于，包括以下步骤：
Ⅰ、先采用一带台阶芯棒装入钢套的通孔内进行组芯，并且所述带台阶芯棒外壁面与所述钢套内壁面之间形成用于装入粉末冶金材料的空腔，所述带台阶芯棒与所述钢套各自均保持静止状态；
Ⅱ、将粉末冶金材料先装入所述空腔内，再通过振动或敲击方式来提升装粉量，所述带台阶芯棒端部带有台阶部并且封闭阻挡于所述钢套的一端，从而使邻近该一端区域所装入的粉末冶金材料填充密度得到提升；
Ⅲ、进入低温烧结环节，并且使所述粉末冶金材料的粉末颗粒之间通过固相扩散进行初步结合形成粉末层，取出带台阶芯棒；
Ⅳ、向所述钢套的通孔内插入与其非同轴设置的一旋转芯棒，并且使所述旋转芯棒与所述钢套呈相对转动或滚动的状态，于该状态下通过对所述旋转芯棒施加一径向压力来使所述旋转芯棒对粉末层进行滚压，使粉末区域受力，从而同时提高粉末成型密度、粉末层成型均匀度以及强化粉末层与所述钢套结合的紧密程度；
Ⅴ、从所述钢套的通孔内取出所述旋转芯棒；
Ⅵ、将依次经过以上制造步骤的轴承产品进行高温烧结，形成双金属滑动轴承。


2.根据权利要求1所述的利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法，其特征在于：所述旋转芯棒或钢套单独转动，或二者同时反向转动。


3.根据权利要求1所述的利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法，其特征在于：步骤Ⅵ的烧结温度不低于Ⅲ的烧结温度。...

【专利技术属性】
技术研发人员：向朝霞，
申请(专利权)人：向朝霞，
类型：发明
国别省市：广东;44