[发明专利]一种用于制造轴承的高温自润滑材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种用于制造轴承的高温自润滑材料及其制备方法。

背景技术

传统轴承磨损严重、能耗多、寿命短、消耗贵重有色金属多等不足，严重限制其优越性的发挥。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于制造轴承的高温自润滑材料，克服传统轴承存在的不足，使其具有综合性能好，高效能，降低材料的摩擦系数，提高材料的综合性能，降低材料生产成本，延长材料的使用周期等优点。本发明的另一目的是提供一种上述用于制造轴承的高温自润滑材料的制备方法

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于制造轴承的高温自润滑材料，包括以下重量百分比的各组分：1%-5%的氟化钡、1%-10%的石墨、1%-10%的二硫化钼、10%-20%的铜、40%-50%的合金粉和40%-55%的铁粉。

所述的合金粉包括以下重量百分比的各组分：10-20%Cr、8-12%W、30-40%Ni和余量的Fe。

一种用于制造轴承的高温自润滑材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取重量百分比为1%-5%的氟化钡、1%-10%的石墨、1%-10%的二硫化钼、10%-20%的铜、40%-50%的合金粉和40%-55%的铁粉，在V型混料机上充分混合；

（2）将混合料加入水和硬脂酸钠的混合液并搅拌均匀；

（3）将混合后的原料放入烘箱，烘8-10h；

（4）取出装入模具，控制压力在350-450bar，保压20-30s压制成型；

（5）将压坯在1100-1200℃的温度下，通氩气进行烧结，并保温1-2h，然后降至室温后，经少量后续加工，即可得到合格的轴承材料。

步骤（1）中，取10-20%Cr、25-32%Fe、30-40%Ni和8-12%W。

步骤（2）中，硬脂酸钠：配料=3：100；硬脂酸钠：水=1：4。

步骤（3）中，烘箱温度为80-100℃。

铁镍基高温合金具有较低的成本、独特的热处理性能、高性价比，以其作为基体研制的铁基高温自润滑材料在解决军用和民用领域的摩擦、磨损与润滑问题方面具有巨大的潜力。通过在铁镍基合金中加入固体润滑剂实现了从室温到600-800℃的连续润滑。在常用的固体润滑剂中石墨和二硫化钼为低温润滑剂，银为中温润滑剂，氟化钡为高温润滑剂。将这些不同的润滑剂优化组合，可以实现材料在很宽温域内的连续润滑。石墨在538℃以上因急剧氧化而失去润滑性，二硫化钼在大约350℃即发生分解而失去润滑性。如果基体材料中有铬，二硫化钼的分解产物可与铬发生反应生成Cr_xS_y(y=x+1)。Cr_xS_y为六方晶系，也是一种较好的润滑剂，且在高温发生塑性变形而起润滑作用。在铁基粉末中加入镍、铬等金属元素保证了基体的强度和硬度。同时，石墨和二硫化钼的协同效应得到了较低的摩擦系数。同时氟化钡可在高温下发生脆粘转变，起高温润滑作用；二硫化钼高温时发生分解出Mo，Mo可同Fe形成Fe-Mo固溶体和少量的金属间化合物，从而提高机械性能，且Mo的高温氧化产物MoO₂和MoO₃具有较好的润滑性能；BaF₂作为一种良好的高温固体润滑剂在铁合金烧结中表现出很好的化学稳定性，在高温机械摩擦过程中，Fe、Mo、BaF₂系高温自润滑复合材料磨损表面形成由BaF₂、MoO₂、BaMoO₄、Fe₂O₃及FeMo₄F₆组成的复合膜，从而表现出优良的高温自润滑抗磨性能。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有的主要优点包括：使用这种材料制做的轴承较传统轴承有很明显的优越性，表现在：摩擦系数低、效率高；优异的抗胶合、抗磨损能力；很高的承载能力；良好的润滑性能，对润滑剂品类五严格的选择要求；耐高温；生产工艺流程短，工序少，生产效率高等。具有很好的实用性和经济性。

附图说明

图1是实例1制备的铁镍铬合金的形貌扫描图；

图2是实例1~3所制备的3个铁镍铬合金摩擦学性能试验结果图；从上至下依次为实施例2、实施例3和实施例1的产品曲线；