權(quán)利要求

1.鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套，其特征在于，包括：環(huán)形鋼套(1)和粉末冶金層(2)，所述粉末冶金層(2)復(fù)合于所述環(huán)形鋼套(1)的環(huán)形內(nèi)壁上，所述粉末冶金層(2)的孔隙中填充有潤滑劑； 所述粉末冶金層(2)采用銅合金粉、鐵粉、錫粉和石墨粉為原料制成，其中，鐵粉的配比為10～15wt％，錫粉的配比為5～10wt％，石墨粉的配比為2～8wt％，余量為銅合金粉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套，其特征在于，所述環(huán)形鋼套(1)為A3鋼或45號材質(zhì)。 

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套，其特征在于，所述粉末冶金層(2)中的銅合金粉為含有錫、鎳和鋅元素的銅合金。 

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套，其特征在于，所述潤滑劑為機(jī)油或聚四氟乙烯。 

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套，其特征在于，所述粉末冶金層(2)的厚度為1～3mm。 

6.一種鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一，將環(huán)形鋼套(1)的環(huán)形端面加工平整； 步驟二，采用粉料粒度為50～200目的銅合金粉、鐵粉、錫粉、石墨粉、石墨粉為原料投入攪拌器，其中鐵粉的配比為10～15wt％，錫的配比為5～10wt％，石墨的配比為2～8wt％，余量為銅合金粉，再添加上述粉末重量的3～7％的石蠟，在攪拌器中混合均勻；然后通過擠壓制作成管狀預(yù)制件；所述管狀預(yù)制件的外徑比步驟一中的環(huán)形鋼套(1)的內(nèi)徑小1～2mm，長度與環(huán)形鋼套(1)一致，預(yù)制管件的壁厚為2～6mm； 步驟三，將步驟二中擠壓制作好的預(yù)制管件放入步驟一所述的環(huán)形鋼套(1)，使上下齊平； 步驟四，將工作長度滿足要求的脹管器插入步驟三中的預(yù)制管件內(nèi)，對預(yù)制管件施加10～20MPa的額定壓力，使預(yù)制管件徑向向外發(fā)生均勻的塑性變形，使預(yù)制管件的外壁逐漸與環(huán)形鋼套(1)的內(nèi)壁緊密結(jié)合，待緊密結(jié)合后，保持壓力10秒～20秒以上后緩慢卸壓，拔出脹管器； 步驟五，將步驟四中預(yù)復(fù)合的復(fù)合坯料送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850-1000℃，復(fù)合坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為3～5小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以下取出；經(jīng)燒結(jié)后，預(yù)制管件中的石蠟揮發(fā)，粉料完成合金化，且與環(huán)形鋼套(1)完成冶金復(fù)合； 步驟六，將步驟五中燒結(jié)好的復(fù)合件再次放入脹管器中，采用80～100MPa的額定壓力進(jìn)行再次脹形，使粉末冶金層(2)發(fā)生塑性變形，以增加粉末冶金層(2)的致密度； 步驟七，將步驟六中的復(fù)合件再次送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850-1000℃，坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為2～5小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以內(nèi)取出；經(jīng)再次燒結(jié)后，粉末合金層進(jìn)一步合金化，與環(huán)形鋼套(1)的冶金復(fù)合更加牢固。 

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套的制備方法，其特征在于，還包括： 步驟八，對步驟七中制得的復(fù)合件進(jìn)行精密機(jī)械加工，達(dá)到零件尺寸精度，并確保粉末冶金層(2)的厚度為1～3mm。 

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套的制備方法，其特征在于，還包括： 步驟九，將精密機(jī)械加工后的零件烘干后放入真空吸油機(jī)中，使吸油機(jī)內(nèi)的潤滑劑填充進(jìn)所述的粉末冶金層(2)孔隙中，所述潤滑劑為潤滑機(jī)油或聚四氟乙烯。

說明書

鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套及其制備方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及具有極低摩擦系數(shù)同時又可承受大載荷的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套及其制備方法。

背景技術(shù)

導(dǎo)套是一個與導(dǎo)柱配合使用，起到一個導(dǎo)向的作用的模具配件。一般配合間隙很小，在0.05mm以內(nèi)；一般多用在模具或一些機(jī)械中，來保證運(yùn)動的準(zhǔn)確性。由于導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的相對運(yùn)動，為減少摩擦，必須加強(qiáng)兩者之間的潤滑，但因為潤滑油的不易添加，以及一些場合不適合添加，因此往往要求導(dǎo)套具備自潤滑功能。

自潤滑導(dǎo)套一般是以高強(qiáng)度的鑄造銅合金(CuZn25Al5,CuZn24Al6Fe3Mn4，C86300,C95400,C95800)作為基礎(chǔ)材料，根據(jù)使用工況按一定比例在其工作面加工出孔穴并填入固體潤滑劑,高強(qiáng)度的銅合金提供了很高的承載能力而固體潤滑劑則可以形成較低的摩擦副。

然而，在一些大載荷和高速沖壓機(jī)械，例如高速沖裁機(jī)、大噸位注塑機(jī)、升降機(jī)、汽車模具機(jī)械等存在一些應(yīng)用上的不足。首先，用于制造導(dǎo)套的鑄造銅基材強(qiáng)度和韌性不足，難以在惡劣工作條件下服役；第二，盡管鑄造銅合金的摩擦系數(shù)優(yōu)于大多數(shù)金屬材料，但致密的銅基材仍然具有較大的摩擦系數(shù)，即使在有限位置中加工的孔穴中填充石墨后依然保持較高的摩擦系數(shù)，不利于工件的滑動；第三，導(dǎo)柱的材料往往是鋼材，其膨脹系數(shù)與銅合金有較大差異，容易造成配合過盈或過度；第四，運(yùn)動工件高頻率的往復(fù)運(yùn)動會產(chǎn)生熱量，而銅合金的熱脹容易造成滑動不暢，甚至直接卡死。因此，實際工況中，為了避免這種情況發(fā)生，只得降低往復(fù)運(yùn)動頻率，且必須犧牲裝配精度，將裝配間隙放大，造成滑動精度較差，使得該機(jī)械生產(chǎn)的零件精度也無法保障。故而傳統(tǒng)的自潤滑導(dǎo)套成為了制約大型輪胎注塑機(jī)、引線框架沖裁機(jī)等高端裝備的關(guān)鍵零件，也進(jìn)而制約了我國汽車工業(yè)、電子工業(yè)等產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的自潤滑導(dǎo)套的技術(shù)不足，適應(yīng)現(xiàn)實需要，提供一種具有極低摩擦系數(shù)同時又可承受大載荷的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套及其制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套，包括：環(huán)形鋼套和粉末冶金層，所述粉末冶金層復(fù)合于所述環(huán)形鋼套的環(huán)形內(nèi)壁上，所述粉末冶金層的孔隙中填充有潤滑劑；

所述粉末冶金層采用銅合金粉、鐵粉、錫粉和石墨粉為原料制成，其中，鐵粉的配比為10～15wt％，錫粉的配比為5～10wt％，石墨粉的配比為2～8wt％，余量為銅合金粉。

可選地，所述環(huán)形鋼套為A3鋼或45號材質(zhì)。

可選地，所述粉末冶金層中的銅合金粉為含有錫、鎳和鋅元素的銅合金。

可選地，所述潤滑劑為機(jī)油或聚四氟乙烯。

可選地，所述粉末冶金層的厚度為1～3mm。

本發(fā)明還提供一種鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套的制備方法，包括如下步驟：

步驟一，將環(huán)形鋼套的環(huán)形端面加工平整；

步驟二，采用粉料粒度為50～200目的銅合金粉、鐵粉、錫粉、石墨粉、石墨粉為原料投入攪拌器，其中鐵粉的配比為10～15wt％，錫的配比為5～10wt％，石墨的配比為2～8wt％，余量為銅合金粉，再添加上述粉末重量的3～7％的石蠟，在攪拌器中混合均勻；然后通過擠壓制作成管狀預(yù)制件；所述管狀預(yù)制件的外徑比步驟一中的環(huán)形鋼套的內(nèi)徑小1～2mm，長度與環(huán)形鋼套一致，預(yù)制管件的壁厚為2～6mm；

步驟三，將步驟二中擠壓制作好的預(yù)制管件放入步驟一所述的環(huán)形鋼套，使上下齊平；

步驟四，將工作長度滿足要求的脹管器插入步驟三中的預(yù)制管件內(nèi)，對預(yù)制管件施加10～20MPa的額定壓力，使預(yù)制管件徑向向外發(fā)生均勻的塑性變形，使預(yù)制管件的外壁逐漸與環(huán)形鋼套的內(nèi)壁緊密結(jié)合，待緊密結(jié)合后，保持壓力10秒～20秒以上后緩慢卸壓，拔出脹管器；

步驟五，將步驟四中預(yù)復(fù)合的復(fù)合坯料送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850-1000℃，復(fù)合坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為3～5小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以下取出；經(jīng)燒結(jié)后，預(yù)制管件中的石蠟揮發(fā)，粉料完成合金化，且與環(huán)形鋼套完成冶金復(fù)合；

步驟六，將步驟五中燒結(jié)好的復(fù)合件再次放入脹管器中，采用80～100MPa的額定壓力進(jìn)行再次脹形，使粉末冶金層發(fā)生塑性變形，以增加粉末冶金層的致密度；

步驟七，將步驟六中的復(fù)合件再次送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850-1000℃，坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為2～5小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以內(nèi)取出；經(jīng)再次燒結(jié)后，粉末合金層進(jìn)一步合金化，與環(huán)形鋼套的冶金復(fù)合更加牢固。

可選地，還包括：步驟八，對步驟七中制得的復(fù)合件進(jìn)行精密機(jī)械加工，達(dá)到零件尺寸精度，并確保粉末冶金層的厚度為1～3mm。

可選地，還包括：步驟九，將精密機(jī)械加工后的零件烘干后放入真空吸油機(jī)中，使吸油機(jī)內(nèi)的潤滑劑填充進(jìn)所述的粉末冶金層孔隙中，所述潤滑劑為潤滑機(jī)油或聚四氟乙烯。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：

1.本發(fā)明提供的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套，粉末冶金層由鐵、鎳、錫、銅和石墨粉復(fù)合燒結(jié)而成，其中銅、鎳、錫粉形成的銅鎳錫合金會產(chǎn)生固溶強(qiáng)化或者調(diào)幅分解，使導(dǎo)套的強(qiáng)度、抗壓能力和耐腐蝕性能得到提升，調(diào)幅分解之所以能強(qiáng)化合金是因為形成了均勻且致密的調(diào)幅組織。

2.本發(fā)明提供的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套的制備方法，燒結(jié)后進(jìn)行真空機(jī)內(nèi)充分吸取了聚四氟乙烯，具有自潤滑性能，大大減小了摩擦損失，摩擦系數(shù)達(dá)到最佳的狀態(tài)，最低可達(dá)到0.025以下。

3.本發(fā)明提供的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套的制備方法，制備方法簡單，無需額外提供專門的設(shè)備進(jìn)行制備，滾筒攪拌機(jī)、雙輥軋機(jī)、成型設(shè)備體積小，無需占太大空間，工藝流程短，所需操作人員少。在平面滑動軸承領(lǐng)域，中國專利文獻(xiàn)CN109666857B和CN109482872B提出了新的理念，即采用鋼為基底，采用銅基粉末冶金層作為潤滑層，產(chǎn)生了很好的效果。但基于其制備方法，無法在導(dǎo)套領(lǐng)域中制備，由于重力的原因，使得粉末無法攤鋪在圓套內(nèi)壁上，進(jìn)而無法直接燒結(jié)于一體。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的實施例中提供的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套的一種實施方式的立體圖。

附圖標(biāo)記說明：

1、環(huán)形鋼套；2、粉末冶金層。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

本實施例提供的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套，可用于要求有極低摩擦系數(shù)同時又可承受大載荷的環(huán)境。例如：高速沖裁機(jī)、大噸位注塑機(jī)、升降機(jī)、汽車模具機(jī)械等。

如圖1所示，為本實施例提供的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套的一種具體實施方式，包括：環(huán)形鋼套1和粉末冶金層2，所述環(huán)形鋼套1可采用A3鋼或45號材質(zhì)，上述材質(zhì)的強(qiáng)度較高，比銅合金更能承受載荷。所述粉末冶金層2復(fù)合于所述環(huán)形鋼套1的環(huán)形內(nèi)壁上，所述粉末冶金層2的孔隙中填充有潤滑劑，所述潤滑劑可為機(jī)油或聚四氟乙烯。

本實施例提供的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套中，所述粉末冶金層2的厚度為1～3mm。所述粉末冶金層2采用銅合金粉、鐵粉、錫粉和石墨粉為原料制成，其中，鐵粉的配比為10～15wt％，錫粉的配比為5～10wt％，石墨粉的配比為2～8wt％，余量為銅合金粉。所述粉末冶金層2中的銅合金粉為含有錫、鎳和鋅元素的銅合金。粉末冶金層2采用銅、鐵、錫、鎳及石墨的多元合金作為摩擦層，其硬度顯著高于傳統(tǒng)銅合金摩擦材料(一般為鋁青銅)，摩擦壽命顯著提高。

本實施例提供的鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套中，所述粉末冶金層2為各元素分布均勻并具有一定孔隙度的合金層，該粉末冶金層2與環(huán)形鋼套1牢固結(jié)合在一起。所述粉末冶金層2由于含有孔隙，因此在溫度升高或降低時，其宏觀體積不發(fā)生變化，材料的熱膨脹系數(shù)接近于零，使導(dǎo)套與工件的裝配可以忽略熱膨脹的影響，裝配精度可大幅提高，裝配精度可達(dá)5μm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于以往的最高20μm。粉末冶金層2作為導(dǎo)套的摩擦工作部分，其厚度為1～3mm，其孔隙中填充有聚四氟乙烯，聚四氟乙烯是目前自然界中已知摩擦系數(shù)最低的物質(zhì)，因此極大地降低了摩擦系數(shù)，大幅降低摩擦帶來的溫升，確保所述導(dǎo)套可長時間保持極好的摩擦狀態(tài)。

本實施例還提供一種鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，將環(huán)形鋼套1的環(huán)形端面加工平整；

步驟二，采用粉料粒度為50～200目的銅合金粉、鐵粉、錫粉、石墨粉、石墨粉為原料投入攪拌器，其中鐵粉的配比為10～15wt％，錫的配比為5～10wt％，石墨的配比為2～8wt％，余量為銅合金粉，再添加上述粉末重量的3～7％的石蠟，在攪拌器中混合均勻；然后通過擠壓制作成管狀預(yù)制件；所述管狀預(yù)制件的外徑比步驟一中的環(huán)形鋼套1的內(nèi)徑小1～2mm，長度與環(huán)形鋼套1一致，預(yù)制管件的壁厚為2～6mm；

步驟三，將步驟二中擠壓制作好的預(yù)制管件放入步驟一所述的環(huán)形鋼套1，使上下齊平；

步驟四，將工作長度滿足要求的脹管器插入步驟三中的預(yù)制管件內(nèi)，對預(yù)制管件施加10～20MPa的額定壓力，使預(yù)制管件徑向向外發(fā)生均勻的塑性變形，使預(yù)制管件的外壁逐漸與環(huán)形鋼套1的內(nèi)壁緊密結(jié)合，待緊密結(jié)合后，保持壓力10秒～20秒以上后緩慢卸壓，拔出脹管器；

步驟五，將步驟四中預(yù)復(fù)合的復(fù)合坯料送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850-1000℃，復(fù)合坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為3～5小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以下取出，所述氣氛為氨氣分解成的氮?dú)夂蜌錃狻＝?jīng)燒結(jié)后，預(yù)制管件中的石蠟揮發(fā)，粉料完成合金化，且與環(huán)形鋼套1完成冶金復(fù)合。

步驟六，將步驟五中燒結(jié)好的復(fù)合件再次放入脹管器中，采用80～100MPa的額定壓力進(jìn)行再次脹形，使粉末冶金層2發(fā)生塑性變形，以增加粉末冶金層2的致密度。

步驟七，將步驟六中的復(fù)合件再次送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850-1000℃，坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為2～5小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以內(nèi)取出；經(jīng)再次燒結(jié)后，粉末合金層進(jìn)一步合金化，與環(huán)形鋼套1的冶金復(fù)合更加牢固。

步驟八，對步驟七中制得的復(fù)合件進(jìn)行精密機(jī)械加工，達(dá)到零件尺寸精度，并確保粉末冶金層2的厚度為1～3mm。

步驟九，將精密機(jī)械加工后的零件烘干后放入真空吸油機(jī)中，使吸油機(jī)內(nèi)的潤滑劑填充進(jìn)所述的粉末冶金層2孔隙中，所述潤滑劑為潤滑機(jī)油或聚四氟乙烯乳液。另外，作為一種可替換實施方式，還可以采用其他方式在粉末冶金層2的孔隙中進(jìn)行滲透潤滑劑，所述潤滑劑也可以在零件進(jìn)行精密機(jī)械加工之前，對粉末冶金層2的孔隙中進(jìn)行滲透。

采用上述方法制備的導(dǎo)套，其摩擦系數(shù)低至0.025，表面硬度達(dá)HB50以上，檢測其熱膨脹系數(shù)幾乎為零。在長時間高速持壓摩擦下，可對溫升和熱膨脹實現(xiàn)自適應(yīng)，始終保持極低的摩擦系數(shù)，每分鐘可往復(fù)滑動2萬次以上。

實施例1

步驟一，將A3鋼的環(huán)形鋼套1的環(huán)形端面加工平整。

步驟二，采用粉料粒度為50目的銅合金粉、鐵粉、錫粉、石墨粉、石墨粉為原料投入攪拌器，其中鐵粉的配比為10wt％，錫的配比為5wt％，石墨的配比為2wt％，余量為銅合金粉，再添加上述粉末重量的3％的石蠟，在攪拌器中混合均勻；然后通過擠壓制作成管狀預(yù)制件；所述管狀預(yù)制件的外徑比步驟一中的環(huán)形鋼套1的內(nèi)徑小1mm，長度與環(huán)形鋼套1一致，預(yù)制管件的壁厚為2mm。

步驟三，將步驟二中擠壓制作好的預(yù)制管件放入步驟一所述的環(huán)形鋼套1，使上下齊平；

步驟四，將工作長度滿足要求的脹管器插入步驟三中的預(yù)制管件內(nèi)，對預(yù)制管件施加10MPa的額定壓力，使預(yù)制管件徑向向外發(fā)生均勻的塑性變形，使預(yù)制管件的外壁逐漸與環(huán)形鋼套1的內(nèi)壁緊密結(jié)合，待緊密結(jié)合后，保持壓力10秒以上后緩慢卸壓，拔出脹管器；

步驟五，將步驟四中預(yù)復(fù)合的復(fù)合坯料送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850℃，復(fù)合坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為3小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以下取出，所述氣氛為氨氣分解成的氮?dú)夂蜌錃?。?jīng)燒結(jié)后，預(yù)制管件中的石蠟揮發(fā)，粉料完成合金化，且與環(huán)形鋼套1完成冶金復(fù)合。

步驟六，將步驟五中燒結(jié)好的復(fù)合件再次放入脹管器中，采用80MPa的額定壓力進(jìn)行再次脹形，使粉末冶金層2發(fā)生塑性變形，以增加粉末冶金層2的致密度。

步驟七，將步驟六中的復(fù)合件再次送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850℃，坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為2小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以內(nèi)取出；經(jīng)再次燒結(jié)后，粉末合金層進(jìn)一步合金化，與環(huán)形鋼套1的冶金復(fù)合更加牢固。

步驟八，對步驟七中制得的復(fù)合件進(jìn)行精密機(jī)械加工，達(dá)到零件尺寸精度，并確保粉末冶金層2的厚度為1mm。

步驟九，將精密機(jī)械加工后的零件烘干后放入真空吸油機(jī)中，使吸油機(jī)內(nèi)的潤滑劑填充進(jìn)所述的粉末冶金層2孔隙中，所述潤滑劑為聚四氟乙烯乳液。

采用上述方法制備的導(dǎo)套，其鐵粉的配比為10wt％，錫的配比為5wt％，石墨的配比為2wt％，余量為銅合金粉。

經(jīng)測試，其摩擦系數(shù)低至0.025，表面硬度達(dá)HB50以上，檢測其熱膨脹系數(shù)幾乎為零。在長時間高速持壓摩擦下，可對溫升和熱膨脹實現(xiàn)自適應(yīng)，始終保持極低的摩擦系數(shù)，每分鐘可往復(fù)滑動2萬次以上。

實施例2

步驟一，將45號鋼的環(huán)形鋼套1的環(huán)形端面加工平整；

步驟二，采用粉料粒度為200目的銅合金粉、鐵粉、錫粉、石墨粉、石墨粉為原料投入攪拌器，其中鐵粉的配比為15wt％，錫的配比為10wt％，石墨的配比為8wt％，余量為銅合金粉，再添加上述粉末重量的7％的石蠟，在攪拌器中混合均勻；然后通過擠壓制作成管狀預(yù)制件；所述管狀預(yù)制件的外徑比步驟一中的環(huán)形鋼套1的內(nèi)徑小2mm，長度與環(huán)形鋼套1一致，預(yù)制管件的壁厚為6mm；

步驟三，將步驟二中擠壓制作好的預(yù)制管件放入步驟一所述的環(huán)形鋼套1，使上下齊平；

步驟四，將工作長度滿足要求的脹管器插入步驟三中的預(yù)制管件內(nèi)，對預(yù)制管件施加20MPa的額定壓力，使預(yù)制管件徑向向外發(fā)生均勻的塑性變形，使預(yù)制管件的外壁逐漸與環(huán)形鋼套1的內(nèi)壁緊密結(jié)合，待緊密結(jié)合后，保持壓力20秒以上后緩慢卸壓，拔出脹管器；

步驟五，將步驟四中預(yù)復(fù)合的復(fù)合坯料送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1000℃，復(fù)合坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為5小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以下取出，所述氣氛為氨氣分解成的氮?dú)夂蜌錃?。?jīng)燒結(jié)后，預(yù)制管件中的石蠟揮發(fā)，粉料完成合金化，且與環(huán)形鋼套1完成冶金復(fù)合。

步驟六，將步驟五中燒結(jié)好的復(fù)合件再次放入脹管器中，采用100MPa的額定壓力進(jìn)行再次脹形，使粉末冶金層2發(fā)生塑性變形，以增加粉末冶金層2的致密度。

步驟七，將步驟六中的復(fù)合件再次送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1000℃，坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為5小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以內(nèi)取出；經(jīng)再次燒結(jié)后，粉末合金層進(jìn)一步合金化，與環(huán)形鋼套1的冶金復(fù)合更加牢固。

步驟八，對步驟七中制得的復(fù)合件進(jìn)行精密機(jī)械加工，達(dá)到零件尺寸精度，并確保粉末冶金層2的厚度為3mm。

步驟九，將精密機(jī)械加工后的零件烘干后放入真空吸油機(jī)中，使吸油機(jī)內(nèi)的潤滑劑填充進(jìn)所述的粉末冶金層2孔隙中，所述潤滑劑為潤滑機(jī)油。

采用上述方法制備的導(dǎo)套，其鐵粉的配比為15wt％，錫的配比為10wt％，石墨的配比為8wt％，余量為銅合金粉。

經(jīng)測試，其摩擦系數(shù)低至0.025，表面硬度達(dá)HB50以上，檢測其熱膨脹系數(shù)幾乎為零。在長時間高速持壓摩擦下，可對溫升和熱膨脹實現(xiàn)自適應(yīng)，始終保持極低的摩擦系數(shù)，每分鐘可往復(fù)滑動2萬次以上。

實施例3

步驟一，將A3鋼的環(huán)形鋼套1的環(huán)形端面加工平整；

步驟二，采用粉料粒度為100目的銅合金粉、鐵粉、錫粉、石墨粉、石墨粉為原料投入攪拌器，其中鐵粉的配比為12wt％，錫的配比為8wt％，石墨的配比為5wt％，余量為銅合金粉，再添加上述粉末重量的5％的石蠟，在攪拌器中混合均勻；然后通過擠壓制作成管狀預(yù)制件；所述管狀預(yù)制件的外徑比步驟一中的環(huán)形鋼套1的內(nèi)徑小1.5mm，長度與環(huán)形鋼套1一致，預(yù)制管件的壁厚為4mm；

步驟三，將步驟二中擠壓制作好的預(yù)制管件放入步驟一所述的環(huán)形鋼套1，使上下齊平；

步驟四，將工作長度滿足要求的脹管器插入步驟三中的預(yù)制管件內(nèi)，對預(yù)制管件施加15MPa的額定壓力，使預(yù)制管件徑向向外發(fā)生均勻的塑性變形，使預(yù)制管件的外壁逐漸與環(huán)形鋼套1的內(nèi)壁緊密結(jié)合，待緊密結(jié)合后，保持壓力15秒以上后緩慢卸壓，拔出脹管器；

步驟五，將步驟四中預(yù)復(fù)合的復(fù)合坯料送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為950℃，復(fù)合坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為4小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以下取出，所述氣氛為氨氣分解成的氮?dú)夂蜌錃?。?jīng)燒結(jié)后，預(yù)制管件中的石蠟揮發(fā)，粉料完成合金化，且與環(huán)形鋼套1完成冶金復(fù)合。

步驟六，將步驟五中燒結(jié)好的復(fù)合件再次放入脹管器中，采用90MPa的額定壓力進(jìn)行再次脹形，使粉末冶金層2發(fā)生塑性變形，以增加粉末冶金層2的致密度。

步驟七，將步驟六中的復(fù)合件再次送入具有氣氛保護(hù)的隧道式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為950℃，坯料在隧道爐內(nèi)緩慢移動，從入口到出口的總燒結(jié)時間為3.5小時；隧道式燒結(jié)爐內(nèi)充有惰性保護(hù)氣體和還原性氣體；出爐后在氣氛保護(hù)下冷卻至100℃以內(nèi)取出；經(jīng)再次燒結(jié)后，粉末合金層進(jìn)一步合金化，與環(huán)形鋼套1的冶金復(fù)合更加牢固。

步驟八，對步驟七中制得的復(fù)合件進(jìn)行精密機(jī)械加工，達(dá)到零件尺寸精度，并確保粉末冶金層2的厚度為2mm。

步驟九，將精密機(jī)械加工后的零件烘干后放入真空吸油機(jī)中，使吸油機(jī)內(nèi)的潤滑劑填充進(jìn)所述的粉末冶金層2孔隙中，所述潤滑劑為潤滑機(jī)油或聚四氟乙烯乳液。另外，作為一種可替換實施方式，還可以采用其他方式在粉末冶金層2的孔隙中進(jìn)行滲透潤滑劑，所述潤滑劑也可以在零件進(jìn)行精密機(jī)械加工之前，對粉末冶金層2的孔隙中進(jìn)行滲透。

采用上述方法制備的導(dǎo)套，其鐵粉的配比為12wt％，錫的配比為8wt％，石墨的配比為5wt％，余量為銅合金粉。

經(jīng)測試，其摩擦系數(shù)低至0.025，表面硬度達(dá)HB50以上，檢測其熱膨脹系數(shù)幾乎為零。在長時間高速持壓摩擦下，可對溫升和熱膨脹實現(xiàn)自適應(yīng)，始終保持極低的摩擦系數(shù)，每分鐘可往復(fù)滑動2萬次以上。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。

鋼銅復(fù)合自潤滑導(dǎo)套及其制備方法.pdf