[发明专利]一种提高高速球轴承用TiNi合金的超润滑方法

说明书

技术领域

本发明属于机械工程、材料润滑技术领域，特别涉及一种提高高速球轴承用TiNi合金的超润滑方法，可应用于改善高速球轴承用TiNi合金的润滑性能及其润滑方法。

技术背景

钛镍合金是一种具有优良耐磨性、耐蚀性的形状记忆合金。TiNi60是一种Ti、Ni原子比为40:60的钛镍合金，它消除了等原子比TiNi合金的形状记忆效应，但保持了钛镍合金的高强度，同时具有低密度以及良好的摩擦学性能，在热处理前易于加工，可望在高速球轴承中得到应用，是具有广阔应用前景的新型高性能轴承用材料。利用TiNi60密度小这一特点，可大大改善轴承的高速性能，实现轴承的轻量化和高速化，使得轴承在高速旋转时能够抑制因离心力作用引起的滚动体载荷的增加和打滑（陀螺力矩引起的滑动和自旋滑动）。TiNi60合金是一种新型的性能优异的耐磨材料，但TiNi合金材料在干摩擦条件下，TiNi合金的摩擦系数很大且不稳定，而且在一般润滑油条件下，其摩擦系数也在0.1以上，因此，如何改进TiNi60合金的润滑性能，提高其耐磨性能，具有重要的现实意义。随着现代科学技术的发展，TiNi60合金的实际应用范围在不断地扩大，而且要求其具有比钢乃至氮化硅材料更高的极限速度和良好的的摩擦磨损性能。不言而喻，要满足如此高的要求，就必然要涉及到油润滑以及选择合适的润滑油使得TiNi60合金获得良好的润滑性能，然而，截止目前却还没有见到国内有关这方面的研究报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种提高高速球轴承用TiNi合金的超润滑方法，选用合适的润滑油，改善TiNi60合金的润滑性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案：

一种提高高速球轴承用TiNi合金的超润滑方法，高速球轴承用TiNi合金为TiNi60合金，表面清洗干净且无氧化膜，在载荷10～60N，速度0.04～0.30m/s的摩擦工况条件下，所用润滑油为蓖麻油。

本发明的优点是：本发明是选取绿色环保型蓖麻油来润滑TiNi合金达到超润滑效果，可降低润滑油成本，增加工程应用的可操作性，安全可靠，提高润滑性能达到超润滑效果，使TiNi60合金在油润滑下达到超低摩擦系数（10^-3量级）和无磨损（磨损不可测）。

附图说明

图1为TiNi60合金干摩擦时摩擦系数随滑动时间变化关系曲线图。

图2为TiNi60合金干摩擦时磨损表面的SEM照片。

图3为TiNi60在20号机油润滑下摩擦系数随滑动时间变化关系曲线图。

图4为TiNi60在20号机油润滑下磨损表面的SEM照片。

图5为TiNi60在蓖麻油润滑下摩擦系数随滑动时间变化关系曲线图。

图6为TiNi60在透平油润滑下摩擦系数随滑动时间变化关系曲线图。

图7为TiNi60在菜籽油润滑下摩擦系数随滑动时间变化关系曲线图。

图8为TiNi60在石蜡油润滑下摩擦系数随滑动时间变化关系曲线图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对发明作进一步描述。

实施例一：

一种提高高速球轴承用TiNi合金的超润滑方法，高速球轴承用TiNi合金为TiNi60，表面清洗干净且无氧化膜，在载荷10～60N，速度0.04～0.30m/s的工况条件下，所用润滑油为蓖麻油。

由图5可以看出，在蓖麻油润滑下，TiNi60合金的平均摩擦系数为0.004，摩擦系数表现出先迅速降低后保持稳定的特征，试验后圆盘表面没有磨痕。这说明摩擦副间形成了润滑膜，两表面完全没有接触。

对比例一

一种高速球轴承用TiNi合金的超润滑方法，高速球轴承用TiNi合金为TiNi60，表面清洗干净且无氧化膜，在载荷10～60N，速度0.04～0.30m/s的工况条件下，所用润滑油为20号机油。

由图3可以看出，TiNi60合金的摩擦系数首先迅速降低，短暂的稳定在0.07左右，随后有逐渐升高并短时间保持在0.16左右，最后降低到0.10左右，并保持稳定。

由图4可以看出，TiNi60的磨损表面有大量很薄的形状不规则的突出物，并有轻微犁沟。

对比例二

一种高速球轴承用TiNi合金的超润滑方法，高速球轴承用TiNi合金为TiNi60，表面清洗干净且无氧化膜，在载荷10～60N，速度0.04～0.30m/s的工况条件下，所用润滑油为透平油。