雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具及其制備方法，模具包括鋼坯和石棉板，所述鋼坯具有內孔和環形凹槽，環形凹槽設置在內孔的孔壁，內孔與環形凹槽連通，所述鋼坯的兩端均通過耐高溫粘結劑粘附有相應的石棉板，所述石棉板具有中心孔，且石棉板的中心孔與鋼坯的內孔連通。本發明結構簡單、能夠解決雙金屬止推滑動軸承毛坯兩端合金層易出現裂紋問題；本發明還公開了一種上述模具的制備方法。
【專利說明】[0001] 雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具及其制備方法
【技術領域】
[0002] 本發明涉及一種離心熔鑄模具和制備方法，尤其是一種離心熔鑄制備雙金屬止推 滑動軸承毛坯用模具及其制備方法。
【背景技術】
[0003] 鋼背銅鉛合金雙金屬止推滑動軸承廣泛應用于4400馬力內燃機車等機車車輛、 工程機械等產品，其承載能力和力學性能均優于單合金材質的滑動軸承。而常用的制造雙 金屬止推滑動軸承毛坯的方法有靜止澆鑄法、粉未燒結法以及多步驟的復合工藝方法等， 由于上述工藝的性能差異較大，有采用模具的，也有不采用模具的，而采用模具的工藝中有 封閉的，也有不封閉的。在離心澆注工藝過程中，由于止推面的鋼背和銅合金難以在離心力 作用下結合，本【技術領域】人員普遍認為較難采用離心澆注或類似離心澆注方法制備雙金屬 止推滑動軸承毛坯。而對于滑動軸承的離心熔鑄工藝制備過程中，鋼背常采用鋼板封閉，連 接主要通過點焊來實現，使用過程中常發現鋼背與鋼板的密封連接不良，而且因鋼板的存 在常導致傳熱過快和清理困難，所制的雙金屬毛坯兩端常出現裂紋缺陷。現在通過感應加 熱顆粒離心熔鑄方法能夠制備質量滿足要求的雙金屬止推滑動軸承毛坯，但是該方法中需 要提供一個結構設計合理的模具。
【發明內容】
[0004] 本發明的第一目的在于提供一種結構簡單、能夠解決雙金屬止推滑動軸承毛坯兩 端合金層易出現裂紋問題的雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具。
[0005] 本發明的第二目的在于提供一種能夠解決雙金屬止推滑動軸承毛坯兩端合金層 易出現裂紋問題的雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具的制備方法。
[0006] 為了達到上述第一目的，本發明的技術方案是：一種雙金屬止推滑動軸承毛坯制 備用模具，包括鋼坯和石棉板，所述鋼坯具有內孔和環形凹槽，環形凹槽設置在內孔的孔 壁，內孔與環形凹槽連通，所述鋼坯的兩端均通過耐高溫粘結劑粘附有相應的石棉板，所述 石棉板具有中心孔，且石棉板的中心孔與鋼坯的內孔連通。
[0007] 所述環形凹槽設置在鋼坯的遠離鋼坯中心截面S1的一端，所述鋼坯的環形凹槽 的截面為U型，環形凹槽的U型開口的遠離鋼坯中心截面S1的一側沿口處與鋼坯的內壁通 過圓弧連接。
[0008] 所述石棉板的中心孔的直徑彡8mm。
[0009] 所述石棉板的厚度彡2mm。
[0010] 鋼坯的外周具有環形凸起，石棉板的外端面S3距離環形凸起的中心截面S2的距 離 d > 10mm η toon] 為了達到上述第二目的，本發明的技術方案是：一種上述雙金屬止推滑動軸承毛 坯制備用模具的制備方法，包括以下步驟： 第一步：制備滿足軸承尺寸要求的鋼坯、耐高溫粘結劑和石棉板； 第二步：將鋼坯依次進行除污、除油和除銹處理； 第三步：將第一步處理后的鋼坯先浸入水中進行清潔干凈，后將鋼坯浸入硼酸鹽溶液 中進行掛鹽處理； 第四步：將第三步中進行掛鹽處理后的鋼坯進行快速烘干； 第五步：將第四步中進行烘干后的鋼坯進行保溫，鋼坯的溫度控制在80°C以上； 第六步：將耐高溫粘結劑均勻涂覆在石棉板上的鋼坯內徑尺寸和鋼坯外徑尺寸形成的 環形區域中； 第七步：先將第五步中的鋼坯從保溫箱中取出，一端朝上置于隔熱的平板上，后將第六 步中涂覆有耐1?溫粘結劑的石棉板粘附在鋼述頂部； 第八步：先采用壓塊壓入石棉板上進行壓實，再將第七步中的鋼坯和粘附在鋼坯一端 的石棉板的組合體旋轉180°C至鋼坯的另一端朝上，并置于隔熱的平板上； 第九步：將涂覆有耐高溫粘結劑的石棉板粘附在第八步中鋼坯的另一端，并采用壓塊 壓在石棉板上進行壓實； 第十步：將第九步中的鋼坯、耐高溫粘結劑和石棉板的組合體置于烘箱中進行固化。
[0012] 優選，第一步中的耐高溫粘結劑為采用1:3?10的甲基纖維素和水調配而成。
[0013] 優選，第三步中的硼酸鹽溶液濃度為5%?20%。
[0014] 優選，第十步中的鋼坯、耐高溫粘結劑和石棉板的組合體固化工藝為在溫度超過 50°C的烘箱中保溫2小時以上。
[0015] 進一步優選，第一步中的耐高溫粘結劑為采用1:5?7的甲基纖維素和水調配而 成，第十步中的鋼坯、耐高溫粘結劑和石棉板的組合體固化工藝為溫度采用120±40°C保 溫2?6小時。
[0016] 采用上述結構和方法后，本發明具有：結構簡單，鋼坯的結構設計利于排渣和滿足 生產工藝要求，保證了雙金屬止推滑動軸承止推面合金層的性能，石棉板的采用可避免常 規鋼板使用過程中的傳熱過大和清理困難的問題，中間孔的設立利于排氣，解決了雙金屬 止推滑動軸承毛坯兩端合金層易出現裂紋缺陷的產生情況。耐高溫粘結劑的合理配比和使 用，保證了高溫工作環境中的強度和良好粘結性能，合金液不易甩出，清理也較容易。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 以下結合附圖給出的實施例對本發明作進一步詳細的說明。
[0018] 圖1是本發明的雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具的結構示意圖； 圖2是采用本發明制備的雙金屬止推滑動軸承的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 如圖1所示，本發明的一種雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具，包括鋼坯1和石 棉板3,所述鋼坯1具有內孔1-1和環形凹槽1-2,環形凹槽1-2設置在內孔1-1的孔壁，內 孔1-1與環形凹槽1-2連通，所述鋼坯1的兩端均通過耐高溫粘結劑2粘附有相應的石棉 板3,所述石棉板3具有中心孔3-1，且石棉板3的中心孔3-1與鋼坯1的內孔1-1連通。
[0020] 所述環形凹槽1-2設置在鋼坯1的遠離鋼坯中心截面S1的一端，所述鋼坯1的環 形凹槽1-2的截面為U型，環形凹槽1-2的U型開口的遠離鋼坯1中心截面S1的一側沿口 處與鋼坯1的內壁通過圓弧4連接。
[0021] 所述石棉板3的中心孔3-1的直徑彡8mm。
[0022] 所述石棉板3的厚度> 2_。避免了雙金屬止推滑動軸承毛坯兩端因傳熱太快導 致的裂紋缺陷以及排氣不通暢導致的氣孔缺陷。
[0023] 鋼坯1的外周具有環形凸起1-3,石棉板3的外端面S3距離環形凸起1-3的中心 截面S2的距離d > 10_。
[0024] 鋼坯1經除污、除油、除銹和掛鹽處理。耐高溫粘結劑2為甲基纖維素和水調配而 成，優選甲基纖維素和水的體積比為1:3?10。進一步優選耐高溫粘結劑2為采用1:5? 7的甲基纖維素和水調配而成。
[0025] 本發明的一種上述雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具的制備方法，包括以下步 驟： 第一步：制備滿足軸承尺寸要求的鋼坯1、耐高溫粘結劑2和石棉板3 ; 第二步：將鋼坯1依次進行除污、除油和除銹處理； 第三步：將第一步處理后的鋼坯1先浸入水中進行清潔干凈，后將鋼坯1浸入硼酸鹽溶 液中進行掛鹽處理； 第四步：將第三步中進行掛鹽處理后的鋼坯1進行快速烘干； 第五步：將第四步中進行烘干后的鋼坯1進行保溫，鋼坯1的溫度控制在80°C以上； 第六步：將耐高溫粘結劑2均勻涂覆在石棉板3上的鋼坯1內徑尺寸和鋼坯1外徑尺 寸形成的環形區域中； 第七步：先將第五步中的鋼坯1從保溫箱中取出，一端朝上置于隔熱的平板上，后將第 7K步中涂覆有耐1?溫粘結劑2的石棉板3粘附在鋼述1頂部； 第八步：先采用壓塊壓入石棉板3上進行壓實，再將第七步中的鋼坯1和粘附在鋼坯1 一端的石棉板3的組合體旋轉180°C至鋼坯1的另一端朝上，并置于隔熱的平板上； 第九步：將涂覆有耐高溫粘結劑2的石棉板3粘附在第八步中鋼坯1的另一端，并采用 壓塊壓在石棉板3上進行壓實； 第十步：將第九步中的鋼坯1、耐高溫粘結劑2和石棉板3的組合體置于烘箱中進行固 化。
[0026] 優選，第一步中的耐高溫粘結劑2為采用1:3?10的甲基纖維素和水調配而成。
[0027] 優選，第三步中的硼酸鹽溶液濃度為5%?20%。
[0028] 優選，第十步中的鋼坯1、耐高溫粘結劑2和石棉板3的組合體固化工藝為在溫度 超過50°C的烘箱中保溫2小時以上。
[0029] 進一步優選，第一步中的耐高溫粘結劑2為采用1:5?7的甲基纖維素和水調 配而成，第十步中的鋼坯1、耐高溫粘結劑2和石棉板3的組合體固化工藝為溫度采用 120±40°C保溫2?6小時。
[0030] 采用本發明制備雙金屬止推滑動軸承毛坯時，凹槽1-2中填充銅合金后機加工即 可獲得性能優良的止推面合金層6,如圖2所示，模具中的鋼坯1即為雙金屬止推滑動軸承 的鋼背1。
【權利要求】
1. 一種雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具，其特征在于：包括鋼坯（1)和石棉板 (3)，所述鋼坯（1)具有內孔（1-1)和環形凹槽（1-2)，環形凹槽（1-2)設置在內孔（1-1)的 孔壁，內孔（1-1)與環形凹槽（1-2)連通，所述鋼坯（1)的兩端均通過耐高溫粘結劑（2)粘 附有相應的石棉板（3)，所述石棉板（3)具有中心孔（3-1)，且石棉板（3)的中心孔（3-1)與 鋼坯（1)的內孔（1-1)連通。
2. 根據權利要求1所述的雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具，其特征在于：所述環 形凹槽（1-2)設置在鋼坯（1)的遠離鋼坯中心截面S1的一端，所述鋼坯（1)的環形凹槽 (1-2)的截面為U型，環形凹槽（1-2)的U型開口的遠離鋼坯（1)中心截面S1的一側沿口 處與鋼坯（1)的內壁通過圓弧（4)連接。
3. 根據權利要求1所述的雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具，其特征在于：所述石 棉板（3)的中心孔（3-1)的直徑彡8mm。
4. 根據權利要求1所述的雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具，其特征在于：所述石 棉板（3)的厚度彡2mm。
5. 根據權利要求1所述的雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具，其特征在于：鋼坯（1) 的外周具有環形凸起（1-3)，石棉板（3)的外端面S3距離環形凸起（1-3)的中心截面S2的 距離 d > 10mm。
6. -種如權利要求1飛之一雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具的制備方法，其特征 在于：包括以下步驟： 第一步：制備滿足軸承尺寸要求的鋼坯（1)、耐高溫粘結劑（2)和石棉板（3); 第二步：將鋼坯（1)依次進行除污、除油和除銹處理； 第三步：將第一步處理后的鋼坯（1)先浸入水中進行清潔干凈，后將鋼坯（1)浸入硼酸 鹽溶液中進行掛鹽處理； 第四步：將第三步中進行掛鹽處理后的鋼坯（1)進行快速烘干； 第五步：將第四步中進行烘干后的鋼坯（1)進行保溫，鋼坯（1)的溫度控制在80°C以 上； 第六步：將耐高溫粘結劑（2 )均勻涂覆在石棉板（3 )上的鋼坯（1)內徑尺寸和鋼坯（1) 外徑尺寸形成的環形區域中； 第七步：先將第五步中的鋼坯（1)從保溫箱中取出，一端朝上置于隔熱的平板上，后將 第六步中涂覆有耐高溫粘結劑（2)的石棉板（3)粘附在鋼坯（1)頂部； 第八步：先采用壓塊壓入石棉板（3)上進行壓實，再將第七步中的鋼坯（1)和粘附在鋼 坯（1) 一端的石棉板（3)的組合體旋轉180°C至鋼坯（1)的另一端朝上，并置于隔熱的平板 上； 弟九步：將涂覆有耐1?溫粘結劑（2)的石棉板（3)粘附在弟八步中鋼述（1)的另一端， 并采用壓塊壓在石棉板（3)上進行壓實； 第十步：將第九步中的鋼坯（1)、耐高溫粘結劑（2)和石棉板（3)的組合體置于烘箱中 進行固化。
7. 根據權利要求6所述的雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具的制備方法，其特征在 于：第一步中的耐高溫粘結劑（2)為采用1:3?10的甲基纖維素和水調配而成。
8. 根據權利要求6所述的雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具的制備方法，其特征在 于：第三步中的硼酸鹽溶液濃度為5%?20%。
9. 根據權利要求6所述的雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具的制備方法，其特征在 于：第十步中的鋼坯（1)、耐高溫粘結劑（2)和石棉板（3)的組合體固化工藝為在溫度超過 50°C的烘箱中保溫2小時以上。
10. 根據權利要求6所述的雙金屬止推滑動軸承毛坯制備用模具的制備方法，其特征 在于：第一步中的耐高溫粘結劑（2)為采用1:5?7的甲基纖維素和水調配而成，第十步 中的鋼坯（1)、耐高溫粘結劑（2)和石棉板（3)的組合體固化工藝為溫度采用120±40°C保 溫2?6小時。
【文檔編號】B22D13/10GK104043802SQ201410303959
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】李婁明 申請人:南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司