【摘要】：鋁粉末冶金含油軸承與銅基和鐵基含油軸承相比,具有導(dǎo)熱性能好、重量輕、工作溫升低、耐磨性好、噪音小以及耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn),同時(shí),還可大幅度降低含油軸承的成本,并且近年來(lái)在粉末冶金制備含油軸承領(lǐng)域,銅基與鐵基合金的發(fā)展變化較小,而鋁基合金的發(fā)展相當(dāng)迅速,合金牌號(hào)不斷增加,實(shí)際應(yīng)用越來(lái)越廣泛,充分顯示出鋁基合金是目前最有發(fā)展前途的含油軸承材料,開發(fā)、研究鋁基合金是國(guó)際含油軸承材料領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。本論文中采用粉末冶金法,通過控制壓制壓力、燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間等各項(xiàng)參數(shù),制備出滿足使用條件的鋁基含油軸承。由于金屬鋁本身有硬度低、承載能力弱以及耐磨性能差等缺點(diǎn),因此,要在鋁基中添加入Cu、Mg和Si等其它元素,才能提高含油軸承的含油率、徑向壓潰強(qiáng)度、表觀硬度以及耐摩擦磨損性等各項(xiàng)性能參數(shù)。本研究中首先確定粉末顆粒的大小,粉末顆粒太大或太小都會(huì)對(duì)試樣產(chǎn)生不良的影響,顆粒太小會(huì)使壓制后的試樣內(nèi)部過于緊實(shí),孔隙之間不聯(lián)通,影響試樣的含油率；顆粒太大會(huì)使試樣在燒結(jié)后產(chǎn)生冶金結(jié)合力不夠的情況,導(dǎo)致試樣有硬度與強(qiáng)度不足的缺點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),粉末顆粒的粒度保持在75gm-150μm時(shí),各項(xiàng)性能測(cè)試的結(jié)果最佳。銅元素是本研究中鋁基含油軸承最主要的添加元素,它對(duì)鋁基含油軸承的性能有著重要的影響。當(dāng)基體中的銅含量未超過7.5%時(shí),試樣中的含油率與徑向壓潰強(qiáng)度隨著銅含量的增加而增大；磨損量隨著銅含量的增加而減少。當(dāng)銅含量超過7.5%時(shí),含油率與徑向壓潰強(qiáng)度隨著銅含量的增加而減小；磨損量隨著銅含量的增加而增大。試樣的硬度隨著銅含量的增加一直在不斷地增大。硅元素能顯著提高基體的硬度與耐磨性,但同時(shí)硅元素也會(huì)導(dǎo)致試樣在燒結(jié)后產(chǎn)生收縮,致使燒結(jié)體的含油率發(fā)生下降。當(dāng)硅元素的含量小于1.0%時(shí),燒結(jié)體的徑向壓潰強(qiáng)度隨著硅含量的增加而增大；當(dāng)硅元素的含量大于1.0%時(shí),燒結(jié)體的徑向壓潰強(qiáng)度隨著硅含量的增加而減小。鎂元素的加入會(huì)使試樣在燒結(jié)后產(chǎn)生MgO, MgO呈蓬松狀,可使燒結(jié)體產(chǎn)生膨脹,抵消硅元素對(duì)燒結(jié)體帶來(lái)的收縮作用,大幅度提高燒結(jié)體的含油率。但產(chǎn)生膨脹后的燒結(jié)體在硬度和耐摩擦磨損性能方面會(huì)變差,且隨著鎂含量的不斷增加,硬度不斷地減小,磨損量不斷地增加。當(dāng)鎂含量小于2.0%時(shí),燒結(jié)體的強(qiáng)度隨著鎂含量的增加而增大；當(dāng)鎂含量大于2.0%時(shí),燒結(jié)體的強(qiáng)度隨著鎂含量的增加而減小。鉻元素對(duì)燒結(jié)體的含油率沒有顯著的影響,但對(duì)燒結(jié)體其它方面的性能有著較為突出的影響。隨著鉻含量的不斷增加,燒結(jié)體的表觀硬度也在不斷增大。當(dāng)鉻含量小于2.0%時(shí),燒結(jié)體的強(qiáng)度和耐摩擦磨損性能隨著鉻含量的增加而提高；當(dāng)鉻含量大于2.0%時(shí),燒結(jié)體的強(qiáng)度和耐摩擦磨損性能隨著鉻含量的增加而下降。錫元素的加入會(huì)使燒結(jié)體的含油率增大、硬度下降。當(dāng)錫含量小于2.0%時(shí),燒結(jié)體的強(qiáng)度隨著錫含量的增加而提高；當(dāng)錫含量大于2.0%時(shí),燒結(jié)體的強(qiáng)度隨著錫含量的增加而下降。最終得到試樣最優(yōu)化的成份配比為Al-7.5%Cu-1.0%Si-2.0%Mg-2.0%Cr-2.0%Sn,使用的壓制壓力為32MPa,燒結(jié)溫度為600℃,使用氬氣作為保護(hù)氣,保溫6小時(shí),最終得到燒結(jié)體樣品的含油率為18.3%,強(qiáng)度為155.2MPa,硬度為63.4HB。
【圖文】：

制品的形狀、尺寸和所要求的性能也各不相同，與之相應(yīng)地，粉末冶金的制備工藝步驟逡逑和方法也多種多樣。但是，粉末加工與處理、成型和燒結(jié)這蘭個(gè)工序是至為重要的基本逡逑工序。圖１．１為本研究中制備和研究鉛基含油軸承的主要實(shí)驗(yàn)過程Ｗ。逡逑壓制成型逡逑邐逡逑Ｗl#氣作為保護(hù)氣，在管逡逑式爐中進(jìn)行燒結(jié)保溫逡逑試樣性能測(cè)試及表逡逑面形貌觀察分析逡逑圖１．１制備和研究鉛基含油軸承試樣的主要實(shí)驗(yàn)流程逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｍａｉｎ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｒｅ拍ａｒｃｈ邋ｏｆ邋ａｌｕｍｉ打ｉｕｍ邋ｏｉｌｅｄ邋ｂｅａｒｉｎｇ逡逑１．２．３粉末冶金工藝的優(yōu)勢(shì)及其發(fā)展逡逑粉末冶金工藝制備工業(yè)制品的主要優(yōu)勢(shì)有：能生產(chǎn)各種特殊性能的材料和制品；顯逡逑著的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果；應(yīng)用的廣泛性等，例如，它既可Ｗ制造很硬的金剛石工具，又可Ｗ逡逑制造像鉛一樣軟的密封墊；它既可Ｗ制造幾乎沒有孔隙的致密零件，又可Ｗ制造蜂窩化逡逑的多化材料；它既可Ｗ制造轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)摩擦阻力較小的軸承，，又可制造摩擦阻力很大的剎逡逑

Ｆｉｇ．邋２．７邋Ｂｒｉｎｅｌｌ邋ｈａｒｄｎｅｓｓ邋化ｓｔｅｒ邋ｏｆ邋ｔｙｐｅ邋ＨＢ－３０００逡逑本研究所制備的錯(cuò)基含油軸承試樣主要基體元素為錯(cuò)，根據(jù)鉛及侶合金的特性，使逡逑用布氏硬度測(cè)試試樣的硬度ｔ４８ｌ試驗(yàn)使用ＨＢ－３０００型布氏硬度計(jì)，如圖２．７所示，實(shí)驗(yàn)步逡逑驟為：１、安裝壓頭與試臺(tái)；２、選擇試驗(yàn)力；３、選擇試驗(yàn)力保持時(shí)間；４、正式實(shí)驗(yàn)；逡逑５、檢驗(yàn)并確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果。逡逑安裝壓頭與試臺(tái)；根據(jù)試驗(yàn)規(guī)范手冊(cè)，選擇合適的壓頭，本實(shí)驗(yàn)的材料主要為鉛合逡逑金材料，因此按照說(shuō)明書中的規(guī)范選擇５ｍｍ的壓頭，用質(zhì)地較軟的紗布擦拭壓頭上的防逡逑鎊油，待擦拭干凈后裝入主軸襯套內(nèi)，旋轉(zhuǎn)緊定螺釘使其輕徑壓于壓頭固定桿之扁平處，逡逑然后將試臺(tái)安裝在絲杠上。再將試樣平穩(wěn)、密合地安放在試臺(tái)上，接著轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使試逡逑臺(tái)緩慢上升，試樣與壓頭接觸直至手輪與螺母產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，最后將壓頭緊定螺釘壓緊逡逑于固定桿之扁平處。逡逑選擇試驗(yàn)力：選用的試驗(yàn)力為１．８３９千牛（１８７．５公斤力）時(shí)，將巧碼吊架掛在大杠逡逑桿尾部刀刃上即可；若加上６２．５公斤的巧碼就形成２．４５２千牛（２５０公斤力）試驗(yàn)力；再逡逑加上５００公斤的棟碼便形成了７．３５５千牛（７５０公斤力）試驗(yàn)力，Ｗ此類推。根據(jù)試驗(yàn)規(guī)范逡逑手冊(cè)
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF125

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 胡紹磊;查五生;賈永燦;;銅含量對(duì)鋁銅燒結(jié)材料性能影響[J];四川有色金屬;2010年04期

2 安旭光;查五生;雷宇;賈永燦;胡紹磊;;燒結(jié)溫度對(duì)Al-Cu系含油軸承壓潰強(qiáng)度、含油率和微觀形貌的影響[J];粉末冶金技術(shù);2012年02期

3 史連友;機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性優(yōu)良的新鋁基合金含油軸承[J];機(jī)械工程材料;1981年02期

4 丁科;金秋敏;廖恒成;;形變熱處理對(duì)Al-Si-Mg鑄造合金組織與性能的影響[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2010年08期

5 胡凌云;;淺談金屬布氏硬度、洛氏硬度檢測(cè)適用范圍[J];機(jī)械管理開發(fā);2012年05期

6 馬驥;;含油軸承的研究[J];機(jī)械制造;1988年04期

7 趙韻;果世駒;楊霞;郭林;劉彤;;銅鐵基燒結(jié)金屬含油軸承材料的耐腐蝕性[J];有色金屬;2009年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 胡翠欣;放電等離子法制備SiC/Cu復(fù)合材料及其性能研究[D];華東理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2604822