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粉末冶金加工轴承怎样提高耐磨性能?

一、粉末冶金制品的硫化处理

(一)硫化处理的目的

硫化处理在粉末冶金制品中作为减摩材料卷制衬套应用时,以铁基含油轴承的应用最为广泛。烧结含油轴承(含石墨量1%—4%)制造工艺简单、成本低,在PV〈18~25公斤·米/厘米 2·秒情况下,可代替青铜,巴氏合金等减摩无给油轴承广告位展示

一、粉末冶金制品的硫化处理

(一)硫化处理的目的

硫化处理在粉末冶金制品中作为减摩材料粉末冶金轴承应用时,以铁基含油轴承的应用最为广泛。烧结含油轴承(含石墨量1%—4%)制造工艺简单、成本低,在PV〈18~25公斤·米/厘米 2·秒情况下,可代替青铜,巴氏合金等减摩材料。但在繁重的工作条件下,如摩擦表面上滑动速度过高和单位负荷较大时,则烧结零件的耐磨性能和寿命会迅速降低。为了提高多孔铁基减摩零件的减摩性能,降低摩擦系数,提高工作温度以扩大其使用范围,采用硫化处理是一种值得推广的方法。

硫及大部分硫化物都具有一定的润滑性能。硫化铁就是一种良好的固体润滑剂,特别是在干摩擦的条件下,硫化铁的存在,具有很好的抗咬合性。

粉末冶金铁基制品,利用其毛细孔可以浸渍相当多的硫,经过加热可使硫与孔隙表面的铁生成硫化铁,它均匀地分布于制品的各处,在摩擦表面上起着良好的润滑作用,并可以改善切削加工性能。硫化处理后的制品,其摩擦和切削表面都显得很光滑。

多孔烧结铁经硫化处理后,最突出的作用是具有很好的干摩擦性能。在无油润滑的工作条件下(即不准加油或无法加油),是一种令人满意的自润滑材料,并且有很好的抗咬合性,减少啃轴现象。此外,这种材料的摩擦特性与一般减摩材料不同。一般材料随着比压的增加,摩擦系数开始变化不大,当比压超过一定值后,摩擦系数急剧增加。而经过硫化处理后的多孔烧结铁,其摩擦系数在很大比压范围内随其比压增加反而下降。这就是减摩材料一种可贵的特性。

经硫化处理后的烧结铁基含油轴承,可在250℃以下顺利地工作。

(二)硫化处理工艺

硫化处理的工艺比较简单,不需要专门的设备,其工艺为:

将硫放入坩埚中加热熔化,温度控制在120~130℃时,此时硫的流动性较好,若温度过高,则不利于浸渍。将需要浸渍的烧结制品先预热至100~150℃,然后将制品浸入熔化的硫液中,浸渍3~20分钟,未预热的制品浸渍25~30分钟。视制品的密度,壁厚及所需浸入量来决定浸渍时间。密度低、壁厚薄的浸渍时间可少;反之亦然。浸完后取出制品,流尽剩余的硫。最后,将浸渍过的制品放入炉内,通氢保护,亦可以用木炭保护,加热到700~720℃保温0.5~1小时,此时,浸入的硫与铁作用生成硫化铁。对于密度为6~6.2克/厘米3的制品,硫进入量约为35~4%(重量百分比)。加热焙烧是为了使浸入零件孔隙中的硫形成硫化铁。

硫化处理后的烧结制品,可进行浸油和精整等处理。

(三)硫化处理的应用举例

1、面粉机轴套 该轴套安装在两根轧辊两端,共四个套。轧辊压力为280公斤,转速为700~1000转/分(P=10公斤/厘米2,V=2米/秒)。原采用锡青铜轴套,用甩油圈润滑。现改用密度为5.8克/厘米3、含S量为6.8%的多孔烧结铁代替,可不用原润滑装置,只需开车前滴几滴油,连续工作40小时,轴套温度才40℃左右;磨面粉12000公斤,轴套仍正常工作。

2、牙轮钻小轴套 牙轮钻是石油钻探的重要工具,此钻油顶部有个滑转轴套,受压力极大(压力P=500公斤力/厘米2,速度V=0.15米/秒),并有强烈的震动和冲击。

二、粉末冶金制品的浸油处理

粉末冶金多孔减摩制品浸油是一道重要的工序,可以增加粉末冶金制品的抗腐蚀性、提高耐磨性,延长其使用寿命。铁基含油轴承烧结后进行浸油处理,润滑油即进入制品孔隙中,当轴转动时,与套发生动摩擦,生热,使轴承温度上升,油遇热膨胀,从孔隙中流出到轴与轴套之间起到自动供油,形成的油膜起润滑减摩作用。浸油也能防止制品被氧化。

浸油方法可分普通浸油、加热浸油和真空浸油。

普通浸油:把清洗干净的烧结制品放入机油(一般为20~30号机油)中浸泡。油在制品的毛细管力作用下,浸入到制品的孔隙中。此法浸油效率低、浸油时间长,需几小时,用在含油率不高的制品中。

加热浸油:把清除干净的烧结制品放入80~120℃热油中浸泡1小时。由于制品受热,连通孔隙中的空气膨胀,使一部分空气被排除。冷却后,剩余部分的空气又收缩,把油吸入到孔隙中。由于热油的流动性好,润滑性高,因而可有更多的油浸入到制品中。该浸油方法效率比普通浸油率高。

真空浸油:把清理干净的烧结制品放入真空箱内,密封抽空至-720毫米Hg,然后向真空箱内放入机油,再加热至80℃,保持20~30分钟。由于制品连通孔隙中的空气被抽出,机油可在10分钟之内浸入制品中。这种方法浸油效率高、速度快。

此法的另一种形式,是先把放有制品的真空箱内的空气抽出,然后把预热过的油通入真空箱中,将制品覆盖起来,再使真空箱与大气接通,油即较快地浸入到制品孔隙中。

三、涂蜡

一般粉末冶金制品均具有多孔特性,与空气等接触界面较大,容易发生锈蚀现象,特别是沿海多雨地区,空气湿度大,制品的腐蚀更为严重。在有些情况下,不仅制品表面受到腐蚀,连内部连通孔隙的表面也会受到腐蚀,严重地影响其使用性能,甚至造成报废。

为了防止和减少铁基制品的腐蚀,在浸油后还必须进行表面涂腊,以隔绝制品与外界的接触。这样,在制品长途运输或较长时间的保存(按规定,制品在六个月之内不得锈蚀),不致锈蚀。

粉末冶金制品的涂腊工艺是,把腊放入上腊筒内,加热到60~80℃,使腊熔化,将清理干净的制品浸入腊液中,并立即取出,即在制品表面上涂上一层均匀的腊,凉后方可包装。

腊液是由石蜡和凡士林组成,按季节不同有不同配比。加凡士林的目的是提高腊液干后的牢度,不致开裂。气温高时凡士林可少加,气温低时可适当提高凡士林的配比。一般采用凡士林20%,石蜡80%。

四、包装

合适的包装,是为了保护粉末冶金制品在储存、运输过程中不致损坏、变质,是粉末冶金生产中最后一道工序。如果包装不好会导致最后产品的损失,应该说是十分可惜的。

包装的方法是:将制品涂腊后,以防锈纸包装,将若干件包好装入一盒,每盒应放上合格证及使用说明书。盒外标明制造厂厂名及地址、产品名称、型号及数量、产品尺寸及规格。切不能将不同规格型号产品误装和混装。而后将若干盒装入一箱,箱子周围必须垫上防潮纸,每箱重量不能超过50公斤。箱外应标明制造厂厂名及地址、产品名称、型号、规格及数量。同时应标明装箱日期,最后贴上“小心轻放、注意防潮”标记。




作者:嘉善禾田滑动轴承有限公司

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关键词:卷制衬套粉末冶金轴承无给油轴承
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