一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法.pdf

《一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 102230493 A (43)申请公布日 2011.11.02 CN 102230493 A *CN102230493A* (21)申请号 201110153056.7 (22)申请日 2011.06.09 F16C 17/08(2006.01) F16C 33/14(2006.01) F16H 57/00(2006.01) B22F 7/04(2006.01) (71)申请人 杭州发达齿轮箱集团有限公司 地址 311251 浙江省杭州市萧山区临浦镇油 车桥村 (72)发明人 杨朝良 蔡建平 钟云达 (74)专利代理机构 杭州杭诚专利事务所有限公 司 33109 代。

2、理人 俞润体 (54) 发明名称 一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法 (57) 摘要 本发明是一种铜基粉末冶金推力环及其制备 方法， 特别是应用于船用齿轮箱的涉及铜、 锡、 铅、 石墨混合成分的粉末冶金推力环、 推力轴承等零 部件及制备方法。 包括铜芯板， 铜芯板上涂有锡青 铜粉末作为粘接层， 粘接层上复合铜基粉末冶金 减摩层 ； 铜基粉末冶金减摩层由锡粉末 8 10%、 铅粉末 2 4%、 石墨粉末 1% 和其余为铜粉末充分 混合而成。将配方经过以下步骤 ： 镀铜层涂粘 接层和复合铜基粉末冶金减摩层预烧结压制 油槽复烧出炉。一种铜基粉末冶金推力环及 其制备方法推力环成型压力小， 压坯强度高，。

3、 降低 制造成本， 同时制备方法可操作性强， 成品率高。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 1 页 CN 102230495 A1/2 页 2 1. 一种铜基粉末冶金推力环， 其特征在于 ： 包括铜芯板 (1)， 所述的铜芯板 (1) 上涂有 锡青铜粉末作为粘接层 (2)， 所述的粘接层 (2) 上复合铜基粉末冶金减摩层 (3) ； 所述的铜基粉末冶金减摩层 (3) 由锡粉末 8 10%、 铅粉末 2 4%、 石墨粉末 1% 和其 余为铜粉末充分混合而成。 2. 根据权利要求 1 所述的一种铜基粉末冶金。

4、推力环， 其特征在于 ： 所述的所述的铜基 粉末冶金减摩层 (3) 厚度为 0.07 0.1mm。 3. 一种铜基粉末冶金推力环的制备方法， 其特征在于由以下步骤组成 ： (1)、 镀铜层 ： 在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜， 镀层的厚度为 0.01 0.015mm ； (2)、 涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层 ： 将粘接层材料锡青铜粉末堆放的时间为 100 150 分钟， 用 200 目筛筛过后倒入 1 号 喷洒装置 ； 将锡粉末 8 10、 铅粉末 2 4、 石墨粉末 1和其余为铜粉末按比例称好所需 要的金属粉末， 经 100 目过筛， 放入滚筒式混料机中进行混料， 混料时间。

5、为 50 60 分钟， 料 混后装入 2 号喷洒装置 ； 将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上， 用 1 号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度 为 0.07 0.10mm 的锡青铜粉末作为粘接层， 再用 2 号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为 0.8 1.2mm 的混铜基粉末冶金减摩层 ； (3)、 预烧结 ： 然后进入连续网带炉进行预烧结， 烧结温度为 760 830， 烧结时间 为 30 50 分钟， 炉内充入氨气进行分解保护， 烧结后通过炉后的冷却装置， 将推力环的温 度冷却至 80以下后出炉 ； (4)、 压制油槽 ： 将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内， 用 315 吨油 压机压。

6、制油槽， 压制力为油压 9 12MPa ； (5)、 复烧 ： 步骤(4)后在钟罩炉内进行复烧， 缓慢升温、 升温过程约2小时， 复烧的温度 为760780、 保温时间为120分钟， 烧好后随炉冷却至80以下出炉， 烧结过程中炉内 充入氨气进行分解保护 ； (6)、 出炉 ： 出炉后再通过整平、 去初表面浮粉即可。 4. 根据权利要求 3 所述的一种铜基粉末冶金推力环， 其特征在于由以下步骤组成 ： (1)、 镀铜层 ： 在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜， 镀层的厚度为 0.013 0.014mm ； (2)、 涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层 ： 将粘接层材料锡青铜粉末堆放时间为 。

7、120 145 分钟分钟， 用 200 目筛筛过后倒入 1 号喷洒装置 ； 将锡粉末 8 10、 铅粉末 2 4、 石墨粉末 1和其余为铜粉末按比例称好所 需要的金属粉末， 经 100 目过筛， 放入滚筒式混料机中进行混料， 混料时间为 55 58 分钟， 料混后装入 2 号喷洒装置 ； 将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上， 用 1 号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为 0.080.10mm的锡青铜粉末作为粘接层， 再用2号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为0.9 1.1mm 的混铜基粉末冶金减摩层 ； 权 利 要 求 书 CN 102230493 A CN 102230495 A2/2 页 3 (3。

8、)、 预烧结 ： 然后进入连续网带炉进行预烧结， 烧结温度为 770 820， 烧结时间 为 35 45 分钟， 炉内充入氨气进行分解保护， 烧结后通过炉后的冷却装置， 将推力环的温 度冷却至 80以下后出炉 ； (4)、 压制油槽 ： 将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内， 用 315 吨油 压机压制油槽， 压制力为油压 10 12MPa ； (5)、 复烧 ： 步骤(4)后在钟罩炉内进行复烧， 缓慢升温、 升温过程约2小时， 复烧的温度 为770780、 保温时间为120分钟， 烧好后随炉冷却至80以下出炉， 烧结过程中炉内 充入氨气进行分解保护 ； (6)、 出炉 ： 出炉后。

9、再通过整平、 去初表面浮粉即可。 权 利 要 求 书 CN 102230493 A CN 102230495 A1/5 页 4 一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法 技术领域 0001 本发明是一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法， 特别是应用于船用齿轮箱的涉 及铜、 锡、 铅、 石墨混合成分的粉末冶金推力环、 推力轴承等零部件及制备方法。 背景技术 0002 现有技术的铜基粉末冶金推力环采用铜、 锡、 铅合金粉末或单元素粉末混合后整 体压制、 烧结而成， 中间没有芯板。整体的铜基粉末冶金推力环需要的成型压力大、 压坯强 度差， 且需要的铜、 锡、 铅等贵金属原材料多， 而且推力环的制备方法复杂，。

10、 制作成本高。 发明内容 0003 本发明主要是解决现有技术中存在的不足， 提供一种新型的复合结构的铜基粉末 冶金推力环及其制作方法， 它主要由镀铜的钢芯板和由铜、 锡、 铅、 石墨混合成分的铜基粉 末冶金构成。 0004 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的 ： 一种铜基粉末冶金推力环， 包括铜芯板， 所述的铜芯板上涂有锡青铜粉末作为粘接层， 所述的粘接层上复合铜基粉末冶金减摩层 ； 所述的铜基粉末冶金减摩层由锡粉末 8 10%、 铅粉末 2 4%、 石墨粉末 1% 和其余为 铜粉末充分混合而成。 0005 作为优选， 所述的所述的铜基粉末冶金减摩层厚度为 0.07 0.1m。

11、m。 0006 一种铜基粉末冶金推力环的制备方法， 由以下步骤组成 ： (1)、 镀铜层 ： 在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜， 镀层的厚度为 0.01 0.015mm ； (2)、 涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层 ： 将粘接层材料锡青铜粉末堆放的时间为 100 150 分钟， 用 200 目筛筛过后倒入 1 号喷洒装置 ； 将锡粉末 810、 铅粉末 24、 石墨粉末 1和铜粉末8688按比例称好所 需要的金属粉末， 经 100 目过筛， 放入滚筒式混料机中进行混料， 混料时间为 50 60 分钟， 料混后装入 2 号喷洒装置 ； 将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上， 用 1 号喷洒。

12、装置在钢芯板的两面分别喷上厚度 为 0.07 0.10mm 的锡青铜粉末作为粘接层， 再用 2 号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为 0.8 1.2mm 的混铜基粉末冶金减摩层 ； (3)、 预烧结 ： 然后进入连续网带炉进行预烧结， 烧结温度为 760 830， 烧结时间 为 30 50 分钟， 炉内充入氨气进行分解保护， 烧结后通过炉后的冷却装置， 将推力环的温 度冷却至 80以下后出炉 ； (4)、 压制油槽 ： 将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内， 用 315 吨油 压机压制油槽， 压制力为油压 9 12MPa ； 说 明 书 CN 102230493 A CN 1022304。

13、95 A2/5 页 5 (5)、 复烧 ： 步骤(4)后在钟罩炉内进行复烧， 缓慢升温、 升温过程约2小时， 复烧的温度 为760780、 保温时间为120分钟， 烧好后随炉冷却至80以下出炉， 烧结过程中炉内 充入氨气进行分解保护 ； (6)、 出炉 ： 出炉后再通过整平、 去初表面浮粉即可。 0007 作为优选， 由以下步骤组成 ： (1)、 镀铜层 ： 在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜， 镀层的厚度为 0.013 0.014mm ； (2)、 涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层 ： 将粘接层材料锡青铜粉末堆放时间为 120 145 分钟分钟， 用 200 目筛筛过后倒入 1 号喷。

14、洒装置 ； 将锡粉末 810、 铅粉末 24、 石墨粉末 1和铜粉末8688按比例称好所 需要的金属粉末， 经 100 目过筛， 放入滚筒式混料机中进行混料， 混料时间为 55 58 分钟， 料混后装入 2 号喷洒装置 ； 将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上， 用 1 号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为 0.080.10mm的锡青铜粉末作为粘接层， 再用2号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为0.9 1.1mm 的混铜基粉末冶金减摩层 ； (3)、 预烧结 ： 然后进入连续网带炉进行预烧结， 烧结温度为 770 820， 烧结时间 为 35 45 分钟， 炉内充入氨气进行分解保护， 烧结后通过炉后的冷。

15、却装置， 将推力环的温 度冷却至 80以下后出炉 ； (4)、 压制油槽 ： 将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内， 用 315 吨油 压机压制油槽， 压制力为油压 10 12MPa ； (5)、 复烧 ： 步骤(4)后在钟罩炉内进行复烧， 缓慢升温、 升温过程约2小时， 复烧的温度 为770780、 保温时间为120分钟， 烧好后随炉冷却至80以下出炉， 烧结过程中炉内 充入氨气进行分解保护 ； (6)、 出炉 ： 出炉后再通过整平、 去初表面浮粉即可。 0008 在经过除锈、 镀铜处理的钢芯板的两侧面喷洒粘接层锡青铜粉末为 Sn6-6-3， 然后 将预混好的铜基粉末冶金粉末喷洒。

16、在粘接层上， 通过钢芯板增加铜基粉末冶金推力环的整 体强度， 通过减少铜基粉末冶金层厚度解决成型压力大和节约贵金属材料问题， 粘接层锡 青铜粉末为 Sn6-6-3 主要用来解决铜基粉末冶金和钢芯板的粘接强度。 0009 因此， 本发明提供的一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法， 推力环成型压力小， 压坯强度高， 降低制造成本， 同时制备方法可操作性强， 成品率高。 附图说明 0010 图 1 是本发明的结构示意图。 具体实施方式 0011 下面通过实施例， 并结合附图， 对本发明的技术方案作进一步具体的说明。 0012 实施例 1 ： 如图 1 所示， 一种铜基粉末冶金推力环， 所述的铜芯板 1。

17、 上喷洒有锡青铜粉末 Sn6-6-3 说 明 书 CN 102230493 A CN 102230495 A3/5 页 6 作为粘接层 2， 所述的粘接层 2 上复合铜基粉末冶金减摩层 3 ； 所述的铜基粉末冶金减摩层 3 由锡粉末 8%、 铅粉末 2%、 石墨粉末 1% 和其余为铜粉末充分混合而成。所述的锡青铜粉末 粘接层厚度为 0.07mm。所述的铜基粉末冶金减摩层 3 成品厚度为 0.4mm。 0013 一种铜基粉末冶金推力环的制备方法， 由以下步骤组成 ： (1)、 镀铜层 ： 在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜， 镀层的厚度为 0.01mm ； (2)、 涂粘接层和复合铜基粉。

18、末冶金减摩层 ： 将粘接层材料锡青铜粉末堆放的时间为 100 分钟， 用 200 目筛筛过后倒入 1 号喷洒装 置 ； 将锡粉末 8、 铅粉末 2、 石墨粉末 1和其余为铜粉末按比例称好所需要的金属 粉末， 经 100 目过筛， 放入滚筒式混料机中进行混料， 混料时间为 50 分钟， 料混后装入 2 号 喷洒装置 ； 将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上， 用 1 号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为 0.07mm 的锡青铜粉末作为粘接层， 再用 2 号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为 0.8mm 的混铜 基粉末冶金减摩层 ； (3)、 预烧结 ： 然后进入连续网带炉进行预烧结， 烧结温度为 760，。

19、 烧结时间为 30 分 钟， 炉内充入氨气进行分解保护， 烧结后通过炉后的冷却装置， 将推力环的温度冷却至 80 以下后出炉 ； (4)、 压制油槽 ： 将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内， 用 315 吨油 压机压制油槽， 压制力为油压 9MPa ； (5)、 复烧 ： 步骤(4)后在钟罩炉内进行复烧， 缓慢升温、 升温过程约2小时， 复烧的温度 为 760、 保温时间为 120 分钟， 烧好后随炉冷却至 80以下出炉， 烧结过程中炉内充入氨 气进行分解保护 ； (6)、 出炉 ： 出炉后再通过整平、 去初表面浮粉即可。 0014 效果 ： 采用该方法制造的推力环， 用弯曲试验。

20、来回折弯 5 次后没有粉层脱落现象， 粘接强度达到整体式推力环效果。表面硬度为 HB60， 粉末合金层金相组织为 Cu-Sn 固溶体 的基体均匀分布有铅、 石墨及孔隙，（+） 相 10， 成品减摩层厚度为 0.5mm、 密度 6.9 g/cm3。各项技术指标均与整体式推力环相一致。 0015 实施例2 ： 如图1所示， 一种铜基粉末冶金推力环， 所述的铜芯板1上喷洒有锡青 铜粉末 Sn6-6-3 作为粘接层 2， 所述的粘接层 2 上复合铜基粉末冶金减摩层 3 ； 所述的铜基 粉末冶金减摩层 3 由锡粉末 9%、 铅粉末 3%、 石墨粉末 1% 和其余为铜粉末充分混合而成。所 述的锡青铜粉末粘。

21、接层厚度为 0.08mm。所述的铜基粉末冶金减摩层 3 成品厚度为 0.5mm。 0016 一种铜基粉末冶金推力环的制备方法， 由以下步骤组成 ： (1)、 镀铜层 ： 在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜， 镀层的厚度为 0.013mm ； (2)、 涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层 ： 将粘接层材料锡青铜粉末堆放的时间为 130 分钟， 用 200 目筛筛过后倒入 1 号喷洒装 置 ； 将锡粉末 9、 铅粉末 3、 石墨粉末 1和其余为铜粉末按比例称好所需要的金属 说 明 书 CN 102230493 A CN 102230495 A4/5 页 7 粉末， 经 100 目过筛， 放入。

22、滚筒式混料机中进行混料， 混料时间为 55 分钟， 料混后装入 2 号 喷洒装置 ； 将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上， 用 1 号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为 0.08mm 的锡青铜粉末作为粘接层， 再用 2 号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为 1.0mm 的混铜 基粉末冶金减摩层 ； (3)、 预烧结 ： 然后进入连续网带炉进行预烧结， 烧结温度为 800， 烧结时间为 40 分 钟， 炉内充入氨气进行分解保护， 烧结后通过炉后的冷却装置， 将推力环的温度冷却至 80 以下后出炉 ； (4)、 压制油槽 ： 将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内， 用 315 吨油 压机压制油。

23、槽， 压制力为油压 11MPa ； (5)、 复烧 ： 步骤(4)后在钟罩炉内进行复烧， 缓慢升温、 升温过程约2小时， 复烧的温度 为 770、 保温时间为 120 分钟， 烧好后随炉冷却至 80以下出炉， 烧结过程中炉内充入氨 气进行分解保护 ； (6)、 出炉 ： 出炉后再通过整平、 去初表面浮粉即可。 0017 效果 ： 采用该方法制造的推力环， 用弯曲试验来回折弯 5 次后没有粉层脱落现 象， 粘接强度达到整体式推力环效果。 表面硬度为HB60， 粉末合金层金相组织为Cu-Sn固溶 体的基体均匀分布有铅、 石墨及孔隙，（+） 相 10， 成品减摩层厚度为 0.51mm、 密度 6.9。

24、2 g/cm3。各项技术指标均与整体式推力环相一致。 0018 实施例3 ： 如图1所示， 一种铜基粉末冶金推力环， 所述的铜芯板1上喷洒有锡青 铜粉末 Sn6-6-3 作为粘接层 2， 所述的粘接层 2 上复合铜基粉末冶金减摩层 3 ； 所述的铜基 粉末冶金减摩层3由锡粉末10%、 铅粉末4%、 石墨粉末1%和其余为铜粉末充分混合而成。 所 述的锡青铜粉末粘接层厚度为 0.10mm。所述的铜基粉末冶金减摩层 3 成品厚度为 0.6mm。 0019 一种铜基粉末冶金推力环的制备方法， 由以下步骤组成 ： (1)、 镀铜层 ： 在冲压成型钢芯板表面进行除锈除油后进行镀铜， 镀层的厚度为 0.01。

25、5mm ； (2)、 涂粘接层和复合铜基粉末冶金减摩层 ： 将粘接层材料锡青铜粉末堆放的时间为 150 分钟， 用 200 目筛筛过后倒入 1 号喷洒装 置 ； 将锡粉末 10、 铅粉末 4、 石墨粉末 1和其余为铜粉末按比例称好所需要的金属 粉末， 经 100 目过筛， 放入滚筒式混料机中进行混料， 混料时间为 60 分钟， 料混后装入 2 号 喷洒装置 ； 将镀铜的钢芯板放在连续网带炉上， 用 1 号喷洒装置在钢芯板的两面分别喷上厚度为 0.10mm 的锡青铜粉末作为粘接层， 再用 2 号喷洒装置在粘接层上喷上厚度为 1.2mm 的混铜 基粉末冶金减摩层 ； (3)、 预烧结 ： 然后进入。

26、连续网带炉进行预烧结， 烧结温度为 830， 烧结时间为 50 分 钟， 炉内充入氨气进行分解保护， 烧结后通过炉后的冷却装置， 将推力环的温度冷却至 80 以下后出炉 ； (4)、 压制油槽 ： 将预烧后的推力环毛坯放入刻有指定油槽形状的模具内， 用 315 吨油 压机压制油槽， 压制力为油压 12MPa ； 说 明 书 CN 102230493 A CN 102230495 A5/5 页 8 (5)、 复烧 ： 步骤(4)后在钟罩炉内进行复烧， 缓慢升温、 升温过程约2小时， 复烧的温 度为 780、 保温时间为 120 分钟， 烧好后随炉冷却至 80以下出炉， 烧结过程中炉内充入 氨气进行分解保护 ； (6)、 出炉 ： 出炉后再通过整平、 去初表面浮粉即可。 0020 效果 ： 采用该方法制造的推力环， 用弯曲试验来回折弯 5 次后没有粉层脱落现象， 粘接强度达到整体式推力环效果。表面硬度为 HB60， 粉末合金层金相组织为 Cu-Sn 固溶 体的基体均匀分布有铅、 石墨及孔隙，（+） 相 10， 成品减摩层厚度为 0.54mm、 密度 6.97 g/cm3。各项技术指标均与整体式推力环相一致。 说 明 书 CN 102230493 A CN 102230495 A1/1 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 102230493 A 。