[发明专利]一种自润滑轴承及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自润滑轴承及其制备方法，该自润滑轴承是以含铬合金钢为基体，基体工作表面为石墨烯/氟化钙/陶瓷自润滑涂层，所述涂层包括：30‑50％镍包氧化铝，20‑40％镍包氮化硅，5‑8％氧化铝包石墨烯，5‑8％氧化铝包氟化钙，20‑30％碳化钛，0.5‑2％镍，各粉料的重量百分比之和为100％。该自润滑涂层通过将石墨烯和氟化钙粉末添加至陶瓷混合粉末中，采用激光同步送粉方式在基体材料表面熔覆制成。该方法制备的自润滑轴承，其金属基体与自润滑层之间具有较强的结合力，同时具有表面硬度高、耐磨性能好等特点。工作过程中，自润滑涂层能够在工作表面形成连续的固体润滑膜，从而实现轴承本身的自润滑功能。

技术领域

本发明属于轴承制造技术领域，具体涉及一种自润滑轴承及其制备方法。

背景技术

轴承是工业中使用极其普遍的关键零件，其基本功能是为旋转机械和摆动机械提供受力支撑和运动转换，降低设备在传动过程中的摩擦系数，以保证设备的正常工作。目前轴承材料使用的多为金属和陶瓷材料等，金属材料其表面硬度相对较低，摩擦系数较大，承载能力较低，磨损比较严重，通常工作过程中需要使用润滑剂；陶瓷材料表面硬度较高，耐磨性好，但其脆性较大，抗冲击能力较差。为减少轴承工作过程中的摩擦，提高轴承寿命，近几年开发出一系列新型的自润滑轴承。

申请号为CN200510062321.5的中国专利申请文件报道了一种铝基三层复合自润滑轴承及其制法，该自润滑轴承以铝合金板为基体，在基体工作表面上结合一层无铅球形青铜粉，在球形青铜粉上面覆盖一层由聚四氟乙烯和青铜粉、二硫化钼、碳纤维等填充材料所组成的减摩耐磨塑料层；该自润滑轴承具有耐磨性好，自润滑等特点，能够提高轴承寿命。申请号为CN201210418319.7的中国专利申请文件报道了一种具有强结合力的自润滑轴承，该轴承包括金属基层和自润滑层，金属基层与自润滑层之间通过T型凸起相互结合，从而提高结合强度。申请号为CN200910061165.9的中国专利申请文件报道了一种薄壁镶嵌自润滑轴承及其制造方法，该轴承基材表面加工出盲孔，通过将固体润滑剂压入盲孔中，从而实现轴承的自润滑功能。

激光熔覆技术自20世纪70年代首次提出之后，因其对基体材料的耐磨损、耐腐蚀、耐热等性能具有良好的改善作用，受到世界各国的关注。同时，石墨烯和氟化钙具有良好的润滑性能，将其作为润滑剂具有广泛的应用前景。目前已有钛合金及铝合金表面激光熔覆多种陶瓷或金属陶瓷涂层的研究，但以铬合金为基体通过激光熔覆技术制备含有石墨烯和氟化钙的陶瓷涂层自润滑轴承的研究还未见报道。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种自润滑轴承及其制备方法，是采用激光熔覆技术，在轴承基体材料表面熔覆一层较厚的自润滑涂层，涂层与基体之间结合强度较高，耐热性、耐腐蚀性好，硬度高、韧性好。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种自润滑轴承，基体材料为含铬合金钢，轴承工作表面为石墨烯/氟化钙/陶瓷自润滑涂层，所述石墨烯/氟化钙/陶瓷自润滑涂层包括：30-50％镍包氧化铝，20-40％镍包氮化硅，5-8％氧化铝包石墨烯，5-8％氧化铝包氟化钙，20-30％碳化钛，0.5-2％镍，各粉料的重量百分比之和为100％。

作为本发明的进一步优选，所述石墨烯/氟化钙/陶瓷自润滑涂层包括：34-40％镍包氧化铝，25-35％镍包氮化硅，5-6％氧化铝包石墨烯，5-6％氧化铝包氟化钙，20-25％碳化钛，1-2％镍，各粉料的重量百分比之和为100％。

一种自润滑轴承的制备方法，石墨烯/氟化钙/陶瓷自润滑涂层的混合原料粉末，利用激光涂覆技术，采用同步送粉方式在基体材料表面熔覆，即得。

作为本发明的进一步优选，所述制备方法包括如下步骤：