一种低磨耗铝镁镍合金轴承及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种低磨耗铝镁镍合金轴承，由如下重量份数的成分制备而得：铝锭45?60份、镍锭26?34份、镁锭21?30份、钛粉8?15份、玻璃纤维3?10份、高镁白云石5?11份、硫酸钴9?14份、钒酸锂2.5?6份、碳化铌1.7?4.2份、碘化铽0.4?3份、铁渣4?9份、粉煤灰2?6份、氟锆酸铵3?5.8份、雏晶黑云母1.2?5份、硝酸铥0.3?2份、三氧化二镓1?3.5份。本发明还公开所述低磨耗铝镁镍合金轴承的制备方法。本发明制备出的合金轴承具有良好的耐磨性、较低的热膨胀系数，较长的使用寿命，以及良好的表观硬度和压溃强度，在轴承领域具有广阔的应用前景。
【专利说明】
一种低磨耗铝镆镍合金轴承及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于合金轴承技术领域，具体涉及一种低磨耗铝镁镍合金轴承及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 轴承是机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运 动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。根据轴承的工作原理可分为滚动轴承和滑动轴 承。根据轴承的基体材料可分为铜基、铁基、铝基、铜铁基等轴承。其中，铝基轴承由于具有 强度高、高导热、耐腐蚀且成本低等优点，在机械制造、汽车工业和航空航天等减摩擦领域 应用广泛。然而铝基轴承自身也存在膨胀系数较大以及制造工艺上的限制无法得到更好的 应用;其次，传统的铝基轴承也无法满足现今越来越复杂和苛刻环境的应用需求，例如长时 间的高负荷、高磨损和高温等环境。因而，制备出一种低磨耗、膨胀系数小且制备工艺简单 可行的铝基轴承材料已成为一个重要的研究方向。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决现有技术问题的至少一种，提供一种低磨耗铝镁镍合金轴承及其 制备方法。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的： 本发明公开了一种低磨耗铝镁镍合金轴承，由如下重量份数的成分制备而得:铝锭45-60份、镍锭26-34份、镁锭21-30份、钛粉8-15份、玻璃纤维3-10份、高镁白云石5-11份、硫酸 钴9-14份、钒酸锂2.5-6份、碳化铌1.7-4.2份、碘化铽0.4-3份、铁渣4-9份、粉煤灰2-6份、氟 锆酸铵3-5.8份、雏晶黑云母1.2-5份、硝酸铥0.3-2份、三氧化二镓1-3.5份。
[0005] 优选的，所述低磨耗铝镁镍合金轴承，由如下重量份数的成分制备而得：铝锭48 份、镍锭28份、镁锭23份、钛粉11份、玻璃纤维5.9份、高镁白云石6份、硫酸钴12份、钒酸锂 3.8份、碳化铌2.5份、碘化铽1.8份、铁渣6份、粉煤灰4.5份、氟锆酸铵4份、雏晶黑云母3.2 份、硝酸镑1.5份、三氧化二镓1.6份。
[0006] 优选的，所述低磨耗铝镁镍合金轴承，由如下重量份数的成分制备而得：铝锭51 份、镍锭29份、镁锭26份、钛粉9份、玻璃纤维7.5份、高镁白云石8.2份、硫酸钴9.5份、钒酸锂 4.2份、碳化铌2.8份、碘化铽0.9份、铁渣6.5份、粉煤灰3.6份、氟锆酸铵4.2份、雏晶黑云母 1.9份、硝酸铥1.2份、三氧化二镓2.7份。
[0007] 本发明还提供一种上述所述的低磨耗铝镁镍合金轴承的制备方法，包括如下制备 步骤： 1) 按照上述重量份配比称重物料； 2) 将上述称重物料混合均匀后熔炼并保温45-120分钟，得到熔炼物备用； 3) 将上述经保温的熔炼物迅速浇铸于浇铸模具中得到浇铸件，其浇铸模具的温度为 60-100。。； 4) 待浇铸件的温度迅速降为145-175°C后置于回火炉中进行回火处理，其回火炉温度 设置为196-220°C，保温时间为3-6小时； 5) 待经回火处理的浇铸件自然冷却至室温，即得所需的低磨耗铝镁镍合金轴承。
[0008]优选的，所述步骤2)中的熔炼并保温75分钟。
[0009]所述步骤3)中的浇铸模具的温度为87°C。
[0010]所述步骤4)中待浇铸件的温度按25°C/min的降温速度迅速降为162°C后置于回火 炉中进行回火处理，其回火炉温度设置为210°C，保温时间为4小时。
[0011]由于采用了以上技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果： 本发明制备的合金轴承的2000小时测试其磨损量为1.6-3.5um，热膨胀系数为1.89_ 2.21 X 10-7K-1，使用寿命大于4500小时，表观硬度为37-44HB，压溃强度为222-238MPa，制备 出的合金轴承具有良好的耐磨性、较低的热膨胀系数，较长的使用寿命，以及良好的表观硬 度和压溃强度，在轴承领域具有广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。
[0013] 实施例1 一种低磨耗铝镁镍合金轴承的制备方法，包括如下制备步骤： 1) 按照上述重量份配比称重物料:铝锭45份、镍锭26份、镁锭21份、钛粉8份、玻璃纤维3 份、高镁白云石5份、硫酸钴9份、钒酸锂2.5份、碳化铌1.7份、碘化铽0.4份、铁渣4份、粉煤灰 2份、氟锆酸铵3份、雏晶黑云母1.2份、硝酸铥0.3份、三氧化二镓1份； 2) 将上述称重物料混合均匀后熔炼并保温45分钟，得到熔炼物备用； 3) 将上述经保温的熔炼物迅速浇铸于浇铸模具中得到浇铸件，其浇铸模具的温度为60 °C； 4) 待浇铸件的温度按25°C/min的降温速度迅速降为145°C后置于回火炉中进行回火处 理，其回火炉温度设置为196°C，保温时间为3小时； 5) 待经回火处理的浇铸件自然冷却至室温，即得所需的低磨耗铝镁镍合金轴承。
[0014] 实施例2 一种低磨耗铝镁镍合金轴承的制备方法，包括如下制备步骤： 1) 按照上述重量份配比称重物料:铝锭60份、镍锭34份、镁锭30份、钛粉15份、玻璃纤维 10份、高镁白云石11份、硫酸钴14份、钒酸锂6份、碳化铌4.2份、碘化铽3份、铁渣9份、粉煤灰 6份、氟锆酸铵5.8份、雏晶黑云母5份、硝酸铥2份、三氧化二镓3.5份； 2) 将上述称重物料混合均匀后熔炼并保温120分钟，得到熔炼物备用； 3) 将上述经保温的熔炼物迅速浇铸于浇铸模具中得到浇铸件，其浇铸模具的温度为 100。。； 4) 待浇铸件的温度按25°C/min的降温速度迅速降为175°C后置于回火炉中进行回火处 理，其回火炉温度设置为220°C，保温时间为6小时； 5) 待经回火处理的浇铸件自然冷却至室温，即得所需的低磨耗铝镁镍合金轴承。
[0015] 实施例3 一种低磨耗铝镁镍合金轴承的制备方法，包括如下制备步骤： 1) 按照上述重量份配比称重物料:铝锭52份、镍锭30份、镁锭25份、钛粉11份、玻璃纤维 6份、高镁白云石8份、硫酸钴11份、钒酸锂4.2份、碳化铌3份、碘化铽1.7份、铁渣6份、粉煤灰 4份、氟锆酸铵4.4份、雏晶黑云母3.1份、硝酸铥1.6份、三氧化二镓2.2份； 2) 将上述称重物料混合均匀后熔炼并保温82分钟，得到熔炼物备用； 3) 将上述经保温的熔炼物迅速浇铸于浇铸模具中得到浇铸件，其浇铸模具的温度为80 °C； 4) 待浇铸件的温度按25°C/min的降温速度迅速降为160°C后置于回火炉中进行回火处 理，其回火炉温度设置为209°C，保温时间为4.5小时； 5) 待经回火处理的浇铸件自然冷却至室温，即得所需的低磨耗铝镁镍合金轴承。
[0016] 实施例4 一种低磨耗铝镁镍合金轴承的制备方法，包括如下制备步骤： 1) 按照上述重量份配比称重物料:错锭48份、镍锭28份、镁锭23份、钛粉11份、玻璃纤维 5.9份、高镁白云石6份、硫酸钴12份、钒酸锂3.8份、碳化铌2.5份、碘化铽1.8份、铁渣6份、粉 煤灰4.5份、氟锆酸铵4份、雏晶黑云母3.2份、硝酸铥1.5份、三氧化二镓1.6份； 2) 将上述称重物料混合均匀后熔炼并保温75分钟，得到熔炼物备用； 3) 将上述经保温的熔炼物迅速浇铸于浇铸模具中得到浇铸件，其浇铸模具的温度为87 °C； 4) 待浇铸件的温度按25°C/min的降温速度迅速降为162°C后置于回火炉中进行回火处 理，其回火炉温度设置为210°C，保温时间为4小时； 5) 待经回火处理的浇铸件自然冷却至室温，即得所需的低磨耗铝镁镍合金轴承。
[0017] 实施例5 一种低磨耗铝镁镍合金轴承的制备方法，包括如下制备步骤： 1) 按照上述重量份配比称重物料:错锭51份、镍锭29份、镁锭26份、钛粉9份、玻璃纤维 7.5份、高镁白云石8.2份、硫酸钴9.5份、钒酸锂4.2份、碳化铌2.8份、碘化铽0.9份、铁渣6.5 份、粉煤灰3.6份、氟锆酸铵4.2份、雏晶黑云母1.9份、硝酸铥1.2份、三氧化二镓2.7份； 2) 将上述称重物料混合均匀后熔炼并保温75分钟，得到熔炼物备用； 3) 将上述经保温的熔炼物迅速浇铸于浇铸模具中得到浇铸件，其浇铸模具的温度为87 °C； 4) 待浇铸件的温度按25°C/min的降温速度迅速降为162°C后置于回火炉中进行回火处 理，其回火炉温度设置为210°C，保温时间为4小时； 5) 待经回火处理的浇铸件自然冷却至室温，即得所需的低磨耗铝镁镍合金轴承。
[0018] 对比例1 本对比例与实施例2的不同之处在于:不包含碘化铽、硝酸铥和碳化铌。
[0019] 对比例2 本对比例与实施例2的不同之处在于:不含粉煤灰和钒酸锂。
[0020] 性能测试 下面对本发明制备的合金轴承与对比例制备的轴承的耐磨性、热膨胀系数、使用寿命 以及其相关力学性能进行测试，测试结果见表1: 表1各实施例和对比例制备的轴承的性能测试结果
[0021] 由上表可知，本发明制备的合金轴承的2000小时测试其磨损量为1.6-3.5um，热膨 胀系数为1.89-2.21X10-1- 1，使用寿命大于4500小时，表观硬度为37-44HB，压溃强度为 222-238MPa，制备出的合金轴承具有良好的耐磨性、较低的热膨胀系数，较长的使用寿命， 以及良好的表观硬度和压溃强度，在轴承领域具有广阔的应用前景。
[0022] 相比与实施例2,对比例1和对比例2所制备的轴承的各项性能指标均有所下降，如 此说明了碘化铽、硝酸铥和碳化铌，以及粉煤灰和钒酸锂对轴承的综合性能均产生一定影 响。
【主权项】
1. 一种低磨耗铝镁镍合金轴承，其特征在于，由如下重量份数的成分制备而得：铝锭 45-60份、镍锭26-34份、镁锭21-30份、钛粉8-15份、玻璃纤维3-10份、高镁白云石5-11份、硫 酸钴9-14份、钒酸锂2.5-6份、碳化铌1.7-4.2份、碘化铽0.4-3份、铁渣4-9份、粉煤灰2-6份、 氟锆酸铵3-5.8份、雏晶黑云母1.2-5份、硝酸铥0.3-2份、三氧化二镓1-3.5份。2. 根据权利要求1所述的低磨耗铝镁镍合金轴承，其特征在于，由如下重量份数的成分 制备而得:铝锭48份、镍锭28份、镁锭23份、钛粉11份、玻璃纤维5.9份、高镁白云石6份、硫酸 钴12份、钒酸锂3.8份、碳化铌2.5份、碘化铽1.8份、铁渣6份、粉煤灰4.5份、氟锆酸铵4份、雏 晶黑云母3.2份、硝酸铥1.5份、三氧化二镓1.6份。3. 根据权利要求1所述的低磨耗铝镁镍合金轴承，其特征在于，由如下重量份数的成分 制备而得:铝锭51份、镍锭29份、镁锭26份、钛粉9份、玻璃纤维7.5份、高镁白云石8.2份、硫 酸钴9.5份、钒酸锂4.2份、碳化铌2.8份、碘化铽0.9份、铁渣6.5份、粉煤灰3.6份、氟锆酸铵 4.2份、雏晶黑云母1.9份、硝酸铥1.2份、三氧化二镓2.7份。4. 如权利要求1-3任一项所述的低磨耗铝镁镍合金轴承的制备方法，其特征在于，包括 如下制备步骤： 1) 按照上述重量份配比称重物料； 2) 将上述称重物料混合均匀后熔炼并保温45-120分钟，得到熔炼物备用； 3) 将上述经保温的熔炼物迅速浇铸于浇铸模具中得到浇铸件，其浇铸模具的温度为 60-100。。； 4) 待浇铸件的温度迅速降为145-175Γ后置于回火炉中进行回火处理，其回火炉温度 设置为196-220°C，保温时间为3-6小时； 5) 待经回火处理的浇铸件自然冷却至室温，即得所需的低磨耗铝镁镍合金轴承。5. 根据权利要求4所述的低磨耗铝镁镍合金轴承的制备方法，其特征在于，所述步骤2) 中的熔炼并保温75分钟。6. 根据权利要求4所述的低磨耗铝镁镍合金轴承的制备方法，其特征在于，所述步骤3) 中的浇铸模具的温度为87°C。7. 根据权利要求4所述的低磨耗铝镁镍合金轴承的制备方法，其特征在于，所述步骤4) 中待浇铸件的温度按25°C/min的降温速度迅速降为162°C后置于回火炉中进行回火处理， 其回火炉温度设置为210°C，保温时间为4小时。
【文档编号】C22C49/00GK105840658SQ201610216443
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】姚振红
【申请人】苏州捷德瑞精密机械有限公司