[发明专利]一种轴承用的耐高温可润滑的陶瓷合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轴承用的耐高温可润滑的陶瓷合金材料，其制备原料由以下质量份数的组分组成：氮化钛20～30份、铝粉15～30份、二氧化硅10～15份、氮化硅5～10份、氮化硼3～5份、五氧化二铌1～2份、氧化石墨烯1～2份、氧化铯0.5～1份、氧化钇0.5～1份、磷钼酚醛树脂粉末0.5～1份、陶瓷合金耦合剂0.5～1份。此外，本发明还提供了一种轴承用的耐高温可润滑的陶瓷合金材料。本发明制得的轴承用的耐高温可润滑的陶瓷合金材料与传统的金属陶瓷轴承相比，具有更好强度、抗磨性和耐热性，使得轴承在高温条件下不变形，不易磨损，且制备工艺简单、加工成本低，参数易控，生产过程安全环保，适合大规模的工业化生产。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种轴承用的耐高温可润滑的陶瓷合金材料及其制备方法。

背景技术

现代科学技术的发展对材料在高温条件下摩擦、磨损和润滑性能的要求越来越高，迫切需要开发出相适应的高温润滑剂和高温自润滑材料，从而使机械强度高和摩擦学性能好的自润滑复合材料的研究开发成为摩擦学领域的重要研究热点。

目前，金属或陶瓷基轴承自润滑材料是将固体润滑剂作为组元加入到金属或陶瓷基体中形成的复合材料。其摩擦学特性取决于摩擦过程中基体所含固体润滑剂的析出和弥散分布。能承受高的烧结温度而不丧失润滑特性的固体润滑剂很少，而且其分布不均匀性和对基体连续性的破坏会显著降低复合材料的强韧性和耐磨性。另外，由于固体润滑剂的加入(通常固体润滑剂材料都具有不浸润的特性)，烧结后的轴承材料的强度很低，耐磨性不佳，且不适于高承载的工作条件，因此，急需开发出一种轴承用的耐高温可润滑的陶瓷合金材料来克服上述弊端。

发明内容

本发明提供了一种轴承用的耐高温可润滑的陶瓷合金材料，解决了现有技术中能承受高的烧结温度而不丧失润滑特性的固体润滑剂很少，而且其分布不均匀性和对基体连续性的破坏会显著降低复合材料的强韧性和耐磨性，以及由于固体润滑剂的加入，烧结后的轴承材料的强度很低，耐磨性不佳，不适于高承载工作条件的问题。

本发明的第一个目的是提供一种轴承用的耐高温可润滑的陶瓷合金材料，其制备原料由以下质量份数的组分组成：氮化钛20～30份、铝粉15～30份、二氧化硅10～15份、氮化硅5～10份、氮化硼3～5份、五氧化二铌1～2份、氧化石墨烯1～2份、氧化铯0.5～1份、氧化钇0.5～1份、磷钼酚醛树脂粉末0.5～1份、陶瓷合金耦合剂0.5～1份。

优选的，所述轴承用的耐高温可润滑的陶瓷合金材料的制备原料由以下质量份数的组分组成：氮化钛25份、铝粉20份、二氧化硅10份、氮化硅10份、氮化硼4份、五氧化二铌2份、氧化石墨烯1份、氧化铯0.5份、氧化钇1份、磷钼酚醛树脂粉末1份、陶瓷合金耦合剂0.5份。

优选的，所述陶瓷合金耦合剂由以下质量份数的组分组成：硬脂酸镁0.5～2份、钙基膨润土3～5份、钛酸异丙酯0.5～1份、羟甲基纤维素钠0.5-1份、聚乙烯醇缩丁醛85～95份。

本发明的第二个目的是提供一种轴承用的耐高温可润滑的陶瓷合金材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按重量份数称取硬脂酸镁0.5～2份、钙基膨润土3～5份、钛酸异丙酯0.5～1份、羟甲基纤维素钠0.5-1份、聚乙烯醇缩丁醛85～95份，备用；

步骤2，将步骤1中称取的各组分混合均匀后，在惰性气体的保护下，于60℃反应2h，即得到陶瓷合金耦合剂；

步骤3，按重量份数称取氮化钛20～30份、铝粉15～30份、二氧化硅10～15份、氮化硅5～10份、氮化硼3～5份、五氧化二铌1～2份、氧化石墨烯1～2份、氧化铯0.5～1份、氧化钇0.5～1份、磷钼酚醛树脂粉末0.5～1份、步骤2制得的陶瓷合金耦合剂0.5～1份；