[发明专利]一种摩擦副激光微织构表面固体润滑处理方法

说明书

本发明提供了一种摩擦副激光微织构表面固体润滑处理方法，包括采用激光表面织构化技术在摩擦副表面加工出微凹坑形貌；混合均匀自润滑复合材料中的各组分，烘干后备用；将预处理模具表面微凹坑内采用模具热压固化填充法填充自润滑复合材料；再用热压机进行保压热压固化填充；随后将填充后的摩擦副先在温度250℃中加热20min，之后在99.9％的N₂保护下，于温度370‑385℃中加热30min、保温烧结0.5‑1.0h，待冷却后烧结成型；经表面后处理后即可完成。本发明能够改善微织构自润滑表面的高温滑动摩擦性能，在高温、高压等条件下起到良好的润滑效果，且有效地增强了纳米复合固体润滑剂的承载能力，可在一些复杂苛刻的工况下应用。

技术领域

本发明属于摩擦副表面润滑领域，尤其是涉及一种摩擦副激光微织构表面固体润滑处理方法。

背景技术

滑动摩擦副被广泛运用于各种机械零部件中，其中以滑动轴承运用最为广泛，其在飞机、汽车、波浪发电设备等各个领域都得到了较为广泛的应用。滑动轴承是机械设备中主要用来支撑轴类零件的重要机械部件，因此必然会导致轴瓦表面产生一定的摩擦和磨损。在一般条件下，滑动轴承常用水润滑、油润滑和脂润滑等方式进行润滑。然而，在现代化加工条件下，机器在高温、低温、重载、真空、多尘、辐射等特殊工况下运用地越来越广泛，传统润滑方式所形成的润滑薄膜极易破坏而造成润滑失效。

激光表面微织构技术(LST技术)是近年来发展最为迅速的一种表面形貌加工技术，该技术为滑动轴承摩擦副表面提供了一种新型固体润滑方式。激光表面织构技术作为最新发展起来的一种先进的表面织构技术，其因加工效率高、加工精度高、可控性好、绿色无污染等众多优点。其可以加工出常见的圆形凹坑、三角形凹坑、四方形凹坑、直线型槽、V型槽、环型槽等表面织构形貌。

申请号201110148420.0的专利提出一种在轴承表面进行激光微造型自润滑处理方法，其先对轴承表面采用微凹腔或微凹槽的激光微加工技术，然后对轴承表面采用自润滑复合材料的成型粘结技术；这种方法可以有效减小轴承表面的摩擦磨损，但是其复合材料中起减摩作用的材料MoS₂粉末在370℃以上的高温中会发生氧化反应而失去润滑减摩的效果；申请号为201210109126.3的专利提出了一种齿轮及凸轮表面微嵌入自润滑织构制备方法，但其所使用的模压填料后烧结法的填充效果较差，间接影响了润滑效果。

发明内容

针对现有技术中存在高温状态下润滑减摩效果较差、且填充效果较差等不足，本发明提供了一种摩擦副激光微织构表面固体润滑处理方法，以提高摩擦副在高温下的润滑效果。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种摩擦副激光微织构表面固体润滑处理方法，包括如下步骤：

(1)采用激光表面织构化技术在摩擦副表面加工出微凹坑形貌；

(2)混合均匀自润滑复合材料中的各组分，烘干后备用；所述自润滑复合材料包括如下 质量百分比的各组分：10-15％聚酰亚胺(PI)、74-80％纳米MoS₂、0-10％碳纳米管添加剂(CNTs)、0-5％粘接剂；

(3)将模具表面预处理后，用模具热压固化填充法将步骤(2)中所述自润滑复合材料预填充至步骤(1)中所述摩擦副表面的微凹坑；再用热压机加压自润滑复合材料进行保压热压固化填充；

(4)将步骤(3)中填充后的摩擦副先在温度250℃中加热20min，随后在99.9％的N₂保护下，于温度370-385℃中加热30min、保温烧结0.5-1.0h，待冷却后烧结成型；

(5)将步骤(4)中所述烧结成型的摩擦副表面后处理。