烧结双金属滑动轴承制造技术
2010-04-27 胡长安
前 言
滑动轴承，是用来支撑轴并承受轴上载荷的零件。一般是由耐磨材料制成。金属滑动轴承，其结构有单一金属的，两层以上金属复合的多层金属复合轴承。
在使用上，按其所能承受的载荷方向可分为：
（1）径向滑动轴承，又称向心轴承，承受径向载荷。
（2）止推滑动轴承，又称推力轴承，承受轴向载荷。
（3）径向加止推一体滑动轴承，又称向心推力轴承，同时承受径向载荷和轴向载荷。
有关文章这样介绍：“滑动轴承，在与人民的生活、生产和科研工作有着密切关系的各种运动机构中，轴承的应用是极为普遍的，在轴承中，滑动轴承由于具有：结构简单，体积小；制造方便、成本低；噪音低、运转平稳；承载力大；能适应各种不同的工作介质和环境条件工作；以及适应于各种制造方式等优点，因而滑动轴承的应用范围和数量极大。”
本文就我们从工艺到设备全面完成了对这一应用范围和数量极大的滑动轴承的制造技术的更新换代作下述介绍。
1.简介
1.1现有烧结双金属滑动轴承制造技术
从上世纪30代由美国发明“烧结双金属滑动轴承材料制造技术”，它比浇铸法更为节材、节能，节省设备和投资。该材料经裁切、成型和各种不同的切削加工做成发动机上的轴瓦、轴套和止推垫圈，为美国的汽车制造业的发展做出了贡献。随着工业的发展对金属资源的需求不断的增加，为更有效地利用金属资源，在钢—铜合金轴承材料的制造方法上就更多的采用了烧结法，在亚洲和中国正逐渐地成为主要制造技术，现有的这种烧结双金属滑动轴承制造技术的不足，仍然是要由先制成烧结双金属材料，材料经裁切等切削加工后才能制造成双金属滑动轴承（双金属滑动轴承有：①径向滑动轴承；②止推滑动轴承；③径向加止推一体滑动轴承；④特种形状滑动轴承等。）。这种加工方法属于去除材料的毛坯粗糙成形制造技术，其材料利用率平均为40%～65%，对钢材和昂贵铜资源的利用率远未达到Z佳的节约要求。
1.2我们开创的烧结双金属滑动轴承制造技术
资源是人类社会发展的重要物质基础，节约资源是人类社会的永恒主题。为了节约昂贵的铜资源，我们从1986年起，经过了二十余年的努力采用烧结—摆辗法，完成了对烧结双金属滑动轴承制造技术的改造，截至到2009年，全面实现了从材料到双金属滑动轴承：①径向滑动轴承；②止推滑动轴承；③径向加止推一体滑动轴承；④特种形状滑动轴承的近净形成型制造，其钢材和铜基合金的利用率均达到了近百分之百。从此，滑动轴承就由粗糙成形的材料去除加工法，变为了精细、优质、高效、轻量化、低成本的近净形成型加工技术。为业内增添了一种节材、节能的烧结双金属滑动轴承的净形或近似净形（Net shape or Near shape）的制造方法。
2. 烧结双金属滑动轴承技术
烧结双金属滑动轴承的制造技术，简称叫“烧结—摆辗法”或称“烧结—摆辗近净形成型法”。工件在成形烧结后，采用摆辗压力加工，在摆辗加工过程中模具与工件周期性的局部接触施压，工件变形递增积累成型成不再加工或尚有极小量加工的滑动轴承，是少无切削的加工，既节材又节能。我们拥有自主知识产权的这项制造技术是由制备工艺系列及其成套设备构成的。
2.1工艺系列有：
（1）烧结双金属径向滑动轴承的制造工艺。
（2）烧结双金属止推滑动轴承的制造工艺。
（3）烧结双金属径向加止推一体滑动轴承的制造工艺。
（4）烧结双金属特种形状滑动轴承等的近净形成型制造工艺。
2.2与工艺相应的成套设备有：
（1）轴向摆动辗压机（属公司专有技术设备）。
（2）径向摆动辗压机（发明专利）。
（3）特种形状滑动轴承的制备工装模具。（专有技术）
上述两种摆动辗压机，是专为实现烧结双金属滑动轴承开发的专用设备。它是高效、优质、低耗、无切削（或少切削）成型加工的专用设备。
有了专用摆辗机这一核心设备加上关键的烧结设备，再添制相关配套的小型装置就可以组成烧结双金属滑动轴承生产线了，组织生产线就这样简易、节省、高速，是现有其它制造技术不可匹敌的。
注：［摆动辗压机，是摆动模轧机（Rocking-Die Mill）。摆动辗压是锻压少无切削工艺之一，又称无声锻造或旋转锻压，是一种辗扩式的压力加工机，以其连续的局部变形代替传统锻压整体变形方法的模式，属于模压(轧) 机］的一种。
3.新技术加工产品的结构
3.1钢—烧结铜合金的近净形成型产品；
零件形钢衬背，烧结复合后致密成型铜基合金的双金属滑动轴承，有的有小量加工。
3.2烧结钢—烧结铜合金复合金属净形成型产品，其材料和零件均在加工中同时完成。是直接制造成达到装配要求的双金属轴承产品。
4.新加工技术的效果：
从节约铜基合金、少切削，到节约铜基合金、节约钢材的无切削发展。Z终，完全改造了传统的毛坯成形技术。钢和铜基合金的利用率均达到了近百分之百，涵盖了制造：①径向滑动轴承；②止推滑动轴承；③径向加止推一体滑动轴承；④特种形状滑动轴承等全部产品。
“烧结双金属轴向推力轴承”（即烧结钢—烧结铜合金的双金属轴向推力轴承）专利产品，有突破性创新：衬背材料，不用钢板、钢带，不需要切削加工，采用钢粉和铜基合金粉末经烧结—摆辗技术直接制造成达到装配要求的产品，材料结构功能一体化了，特点是：
①节材、节能，材料利用率≥99%；
②省工、省设备、省投资，制成产品只需用两、叁台（套）设备，节省机械加工及设备≥3/4；
③降低产品的制造成本≥50%。
④产品达到机械结构零件的物理机械性能。
5.结 语
（1）烧结双金属滑动轴承的近净形成型制备工艺技术及其成套设备已成系列，可以替代传统的烧结双金属滑动轴承制造技术。
（2）制造产品所用原材料，现有国内市场上采购就能满足生产要求。是一项资源节约型的制造技术，可以广泛推广。
（3）全面实施和产业化后将为建设资源节约型社会做出一定的贡献。
滑动轴承，是用来支撑轴并承受轴上载荷的零件。一般是由耐磨材料制成。金属滑动轴承，其结构有单一金属的，两层以上金属复合的多层金属复合轴承。
在使用上，按其所能承受的载荷方向可分为：
（1）径向滑动轴承，又称向心轴承，承受径向载荷。
（2）止推滑动轴承，又称推力轴承，承受轴向载荷。
（3）径向加止推一体滑动轴承，又称向心推力轴承，同时承受径向载荷和轴向载荷。
有关文章这样介绍：“滑动轴承，在与人民的生活、生产和科研工作有着密切关系的各种运动机构中，轴承的应用是极为普遍的，在轴承中，滑动轴承由于具有：结构简单，体积小；制造方便、成本低；噪音低、运转平稳；承载力大；能适应各种不同的工作介质和环境条件工作；以及适应于各种制造方式等优点，因而滑动轴承的应用范围和数量极大。”
本文就我们从工艺到设备全面完成了对这一应用范围和数量极大的滑动轴承的制造技术的更新换代作下述介绍。
1.简介
1.1现有烧结双金属滑动轴承制造技术
从上世纪30代由美国发明“烧结双金属滑动轴承材料制造技术”，它比浇铸法更为节材、节能，节省设备和投资。该材料经裁切、成型和各种不同的切削加工做成发动机上的轴瓦、轴套和止推垫圈，为美国的汽车制造业的发展做出了贡献。随着工业的发展对金属资源的需求不断的增加，为更有效地利用金属资源，在钢—铜合金轴承材料的制造方法上就更多的采用了烧结法，在亚洲和中国正逐渐地成为主要制造技术，现有的这种烧结双金属滑动轴承制造技术的不足，仍然是要由先制成烧结双金属材料，材料经裁切等切削加工后才能制造成双金属滑动轴承（双金属滑动轴承有：①径向滑动轴承；②止推滑动轴承；③径向加止推一体滑动轴承；④特种形状滑动轴承等。）。这种加工方法属于去除材料的毛坯粗糙成形制造技术，其材料利用率平均为40%～65%，对钢材和昂贵铜资源的利用率远未达到Z佳的节约要求。
1.2我们开创的烧结双金属滑动轴承制造技术
资源是人类社会发展的重要物质基础，节约资源是人类社会的永恒主题。为了节约昂贵的铜资源，我们从1986年起，经过了二十余年的努力采用烧结—摆辗法，完成了对烧结双金属滑动轴承制造技术的改造，截至到2009年，全面实现了从材料到双金属滑动轴承：①径向滑动轴承；②止推滑动轴承；③径向加止推一体滑动轴承；④特种形状滑动轴承的近净形成型制造，其钢材和铜基合金的利用率均达到了近百分之百。从此，滑动轴承就由粗糙成形的材料去除加工法，变为了精细、优质、高效、轻量化、低成本的近净形成型加工技术。为业内增添了一种节材、节能的烧结双金属滑动轴承的净形或近似净形（Net shape or Near shape）的制造方法。
2. 烧结双金属滑动轴承技术
烧结双金属滑动轴承的制造技术，简称叫“烧结—摆辗法”或称“烧结—摆辗近净形成型法”。工件在成形烧结后，采用摆辗压力加工，在摆辗加工过程中模具与工件周期性的局部接触施压，工件变形递增积累成型成不再加工或尚有极小量加工的滑动轴承，是少无切削的加工，既节材又节能。我们拥有自主知识产权的这项制造技术是由制备工艺系列及其成套设备构成的。
2.1工艺系列有：
（1）烧结双金属径向滑动轴承的制造工艺。
（2）烧结双金属止推滑动轴承的制造工艺。
（3）烧结双金属径向加止推一体滑动轴承的制造工艺。
（4）烧结双金属特种形状滑动轴承等的近净形成型制造工艺。
2.2与工艺相应的成套设备有：
（1）轴向摆动辗压机（属公司专有技术设备）。
（2）径向摆动辗压机（发明专利）。
（3）特种形状滑动轴承的制备工装模具。（专有技术）
上述两种摆动辗压机，是专为实现烧结双金属滑动轴承开发的专用设备。它是高效、优质、低耗、无切削（或少切削）成型加工的专用设备。
有了专用摆辗机这一核心设备加上关键的烧结设备，再添制相关配套的小型装置就可以组成烧结双金属滑动轴承生产线了，组织生产线就这样简易、节省、高速，是现有其它制造技术不可匹敌的。
注：［摆动辗压机，是摆动模轧机（Rocking-Die Mill）。摆动辗压是锻压少无切削工艺之一，又称无声锻造或旋转锻压，是一种辗扩式的压力加工机，以其连续的局部变形代替传统锻压整体变形方法的模式，属于模压(轧) 机］的一种。
3.新技术加工产品的结构
3.1钢—烧结铜合金的近净形成型产品；
零件形钢衬背，烧结复合后致密成型铜基合金的双金属滑动轴承，有的有小量加工。
3.2烧结钢—烧结铜合金复合金属净形成型产品，其材料和零件均在加工中同时完成。是直接制造成达到装配要求的双金属轴承产品。
4.新加工技术的效果：
从节约铜基合金、少切削，到节约铜基合金、节约钢材的无切削发展。Z终，完全改造了传统的毛坯成形技术。钢和铜基合金的利用率均达到了近百分之百，涵盖了制造：①径向滑动轴承；②止推滑动轴承；③径向加止推一体滑动轴承；④特种形状滑动轴承等全部产品。
“烧结双金属轴向推力轴承”（即烧结钢—烧结铜合金的双金属轴向推力轴承）专利产品，有突破性创新：衬背材料，不用钢板、钢带，不需要切削加工，采用钢粉和铜基合金粉末经烧结—摆辗技术直接制造成达到装配要求的产品，材料结构功能一体化了，特点是：
①节材、节能，材料利用率≥99%；
②省工、省设备、省投资，制成产品只需用两、叁台（套）设备，节省机械加工及设备≥3/4；
③降低产品的制造成本≥50%。
④产品达到机械结构零件的物理机械性能。
5.结 语
（1）烧结双金属滑动轴承的近净形成型制备工艺技术及其成套设备已成系列，可以替代传统的烧结双金属滑动轴承制造技术。
（2）制造产品所用原材料，现有国内市场上采购就能满足生产要求。是一项资源节约型的制造技术，可以广泛推广。
（3）全面实施和产业化后将为建设资源节约型社会做出一定的贡献。
