[发明专利]一种轴承用陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种轴承用陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

轴承作为重要的机械基础件，广泛应用于科技和经济各个领域。随着科学技术的发展，在一些高科技领域和某些特殊的工作环境下工作的机器，对轴承的要求越来越高，普通的轴承材料已经不能再满足需要。因此，开发和寻求新的轴承材料对促进科技进步和经济发展具有非常重要的意义。

陶瓷轴承材料的性能是影响轴承质量的最关键、最主要的因素。陶瓷轴承发明几十年来，氧化铝、碳化硅、氮化硅结构的陶瓷材料相继用于制备陶瓷轴承。研究表明，在目前的陶瓷材料中，自增韧陶瓷由于具有较高的抗弯强度和断裂韧性，以及由其制成的轴承的失效形式是疲剥落，被认为是制造轴承滚动体的比较理想的轴承材料。

现有技术中，申请号为200310114631.8的中国专利文献报道了一种碳氮化钛基陶瓷轴承材料以金属和粉末作为原料，采用液相烧结工艺通过调整体系中原料组分的含量，制备得到了适合制造陶瓷轴承套圈的致密材料，该材料由Ti-Ni-Co-Mo₂C-Cr₃C₂以及Ti-Ni-Co-Mo-C-Cr₃C₂材料体系构成。但是，该陶瓷轴承套圈的致密材料的耐磨损性能较差，从而使用寿命较短。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种轴承用陶瓷材料及其制备方法，该轴承用陶瓷材料耐磨损性能较好。

有鉴于此，本发明提供了一种轴承用陶瓷材料，由以下成分组成：

优选的，由以下成分组成：

相应的，本发明还提供一种轴承用陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

将60～80重量份Si₃N₄、5～10重量份Al₂O₃、1～5重量份海泡石粉、1～5重量份凹凸棒石粉和0.5～3重量份粘结剂混合，注入球磨机内球磨处理5～20小时，烧结后得到轴承用陶瓷材料。

优选的，所述海泡石粉的粒径为20～50μm。

优选的，所述凹凸棒石粉的粒径为70～90μm。

优选的，所述粘结剂由重量比为0.5～1.5：2～3：20～29：10的糊精、羧甲基纤维素、蒸馏水和阿拉伯树脂溶液构成，所述阿拉伯树脂溶液的质量浓度为8～9％。

优选的，所述Si₃N₄为70～80重量份，Al₂O₃为5～8重量份，海泡石粉为3～5重量份，凹凸棒石粉为1～3重量份，粘结剂为1～2重量份。

优选的，所述烧结步骤具体为：

升温至420～460℃保温2～3小时，然后升温至600～650℃保温5～8小时。

本发明提供了一种轴承用陶瓷材料及其制备方法，由以下原料制备：Si₃N₄60～80重量份、Al₂O₃5～10重量份、海泡石粉1～5重量份、凹凸棒石粉1～5重量份、粘结剂0.5～3重量份。与现有技术相比，本发明以Si₃N₄作为原料，其弯曲强度比较高，硬度也很高，同时具有自润滑性，摩擦系数小，具有较好的耐磨损性能。本发明还以Al₂O₃、海泡石粉和凹凸棒石粉为原料，利用相互之间的协同作用，提高该轴承用陶瓷材料的耐磨损性能。此外，本发明采用球磨和烧结处理，即得到轴承用陶瓷材料，球磨处理更能确保产品的精密度，大大地提高了经济效益和工作效率。实验结果表明，本发明制备的轴承用陶瓷材料的耐磨损性能较好，使用寿命较长。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种轴承用陶瓷材料，由以下成分组成：

作为优选方案，所述轴承用陶瓷材由以下成分组成：