[发明专利]一种含纳米粒子和油脂的铝青铜复合滑动轴承材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于轴承材料领域，更具体地，涉及一种含纳米粒子和油脂的铝青铜轴承材料及其制备方法。

背景技术

含油轴承材料作为一种自润滑材料，具有成本低、能吸振、噪声小、在较长工作时间内不用加润滑油等特点，特别适用于不易润滑、难以补充加油或者不允许油脏污的工作环境。孔隙度是与含油轴承的力学性能和含油率密切相关的一个重要参数，其根据载荷不同有着不同的要求，在高速、轻载下工作的含油轴承要求含油量多，孔隙度宜高；在低速、载荷较大下工作的含油轴承要求强度高，孔隙度宜低。含油轴承发明于20世纪初，因其制造成本低、使用方便，得到了广泛应用，已成为汽车、家电、音响设备、办公设备、农业机械、精密机械等各种工业制品发展不可或缺的一类基础零件。

在含油轴承材料的应用过程中，含纳米粒子油脂作为减小摩擦的关键物质，起到了决定性的作用，不同比例、颗粒度的纳米粒子减摩效果不同。现有含油轴承材料大多是浸渍润滑油，虽然也能在一定程度上满足轴承的润滑性能，但是由于油液的粘度较低、只是单重润滑，限制了含油轴承的承载能力和轴承使用寿命的进一步提高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了将纳米粒子和油脂渗流到铝青铜基体中，由此解决在轴承材料润滑性能不够、承载能力差、使用寿命短的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种铝青铜复合轴承材料，该材料包括具有孔隙的铝青铜基体、油脂和纳米粒子，其中，纳米粒子均匀分散在油脂中形成油脂混合物，且所述油脂混合物渗流在铝青铜基体的孔隙中；所述油脂混合物在应用时自行从基体中渗出到摩擦表面，提供双重润滑。

优选地，所述铝青铜基体是由轴承类的高铝青铜粉末冶金烧结而成，孔隙率为15％～30％。

优选地，所述纳米粒子的含量为所述油脂的0.5wt％～5.0wt％，粒径尺寸为20nm～50nm。

优选地，所述油脂为高温防水的复合铝基润滑脂。

优选地，所述纳米粒子选自单质、氧化物、卤化物、硫化物、无机盐或氢氧化物中的一种或多种；单质优选铜、镍、石墨、金刚石和/或C₆₀；氧化物优选氧化铝；卤化物优选氯化硼；硫化物优选二硫化钼和/或二氧化硅；无机盐优选磷酸盐和/或硼酸盐；氢氧化物优选氢氧化镍、氢氧化锰和/或氢氧化钴。

优选地，所述的轴承材料的寿命大于等于6000h，寿命延长至少33％。

本发明的另一个方面提供了一种如上述的轴承材料的制备方法，该制备方法包括将所述纳米粒子与油脂混合均匀，然后加压将得到的混合物渗透到所述基体孔隙中，其中加压后的压力足以使得混合物渗透到基体的孔隙中。

优选地，所述基体是由铝青铜通过粉末冶金技术制备得到的。

优选地，所述反应置于密闭反应装置中进行；另外，在混合前先进行加温步骤。

总体而言，本发明的技术方案与现有技术相比，由能够取得下列有益效果：

(1)本发明采用将纳米粒子与油脂一起渗流到铝青铜基体中，使制备得到的铝青铜复合滑动轴承材料在摩擦情况下，摩擦产生的热量使纳米粒子随熔融油脂渗出到摩擦表面，纳米粒子能够填充在摩擦表面的微观凹槽，与此同时，纳米粒子能形成“滚珠”，使滑动摩擦变为滚动摩擦，从而能够在很大程度上提高铝青铜基轴承复合材料的自润滑性能和耐磨性能。

(2)本发明根据负载和工况的不同，选用具有不同孔隙率的基体和/或相应配比的纳米粒子添加剂能有效的提高轴承材料的承载能力。本发明通过优化纳米粒子的添加量以及油脂的种类，使得本发明的铝青铜轴承复合材料的承载能力和使用寿命。

(3)本发明通过在密闭反应装置中加温加压使纳米粒子与油脂的混合更加均匀且使得混合物更加均匀的渗流到基体材料中，使得本发明的轴承材料的性能更加均一和稳定。另外，本发明使用粉末冶金技术来制备铝青铜基体材料使得本发明的基体材料消除了粗大、不均匀的铸造组织，从而使得将纳米粒子和油脂混合物更加容易的渗流进基体材料中，得到的材料中各处的支撑性能和润滑性能一致，能更好的应用于所需表面。

(4)本发明通过将纳米粒子与油脂渗流到铝青铜轴承基体中延长了轴承材料的寿命，达到了6000h(与不加入纳米粒子的基体材料相比延长了33％)，更优选地达到了9500h(与不加入纳米粒子的基体材料相比延长了100％)，远远地长于普通的铝青铜含油轴承材料(一般为4500h)。

附图说明

图1为本发明的一种含纳米粒子和油脂的铝青铜滑动轴承材料的制备工艺流程图。

具体实施方式