[发明专利]一种高承载自润滑轴套及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高承载自润滑轴套及其制备方法，该高承载自润滑轴套由外向里由金属基体、中间耐磨层和表面喷涂层组成；其中表面喷涂层材料的各成分重量份含量为：石墨1‑5份、二硫化钼2‑5份、芳纶粉1‑4份、聚四氟乙烯微粉2‑5份、固化剂0.5‑3份、增韧剂0.5‑2份、二甲基亚砜5‑10份、正丁醇10‑15份、丙酮1‑33份、环氧树脂45‑50份；中间耐磨层为氮化处理层。本发明高承载自润滑轴套具有优异的耐磨性、自润滑性、耐疲劳性、抗冲击性以及抗蠕变性，特别适用于工作温度高、粉尘大、载荷重等特殊工况下工程机械部件的自润滑，另外，本发明轴套生产周期短、成本低，可替代国外进口产品。

技术领域

本发明涉及轴套技术领域，具体是一种高承载自润滑轴套及其制备方法。

背景技术

轴套对轴类零件有降噪，减震，降低磨损，延长寿命的重要作用。随着机械工业、汽车工业、航空航天工业的快速发展，对各类轴套具有高承载、耐磨以及自润滑性能要求越来越高。在高承载工况下，普通轴套表面承载能力和抗磨损性能往往不能满足，表现为摩擦面金属基体啃蚀、拉伤，轴径出现孔蚀、磨损，造成机械效率降低、设备运转噪音严重、机体抖动，传统的表面烧结铜合金作为自润滑材料虽能提高其减摩性能，但其制造方法较为复杂，而且铜资源在我国相对于铁资源的广泛性来说属于稀少资源，应节约使用。

发明内容

本发明的第一个目的是克服上述现有技术的问题，提供一种以自润滑涂层与金属牢固结合、机械强度高、耐磨性能好、摩擦系数低、耐冲击性好的复合轴套。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高承载自润滑轴套，所述的高承载自润滑轴套由外向里由金属基体、中间耐磨层和表面喷涂层组成；所述表面喷涂层材料的各成分重量份含量为：石墨1-5份、二硫化钼2-5份、芳纶粉1-4份、聚四氟乙烯微粉2-5份、固化剂0.5-3份、增韧剂0.5-2份、二甲基亚砜5-10份、正丁醇10-15份、丙酮1-33份、环氧树脂45-50份，中间耐磨层为氮化处理层。

进一步方案，所述金属基体(1)的材料为20CrMo或35CrMo或20CrMnTi。

进一步方案，所述固化剂为脂肪胺类固化剂或咪唑类潜伏性固化剂；所述增韧剂为丁晴橡胶树脂或聚酰胺树脂；所述环氧树脂为改性耐热型环氧树脂或双酚A类环氧树脂，环氧值0.8。

进一步方案，所述中间耐磨层(2)表面硬度HV≥500，化合物层厚度＞10μm，有效渗层深度0.2-0.5mm。

本发明的第二个目的在于提供上述高承载自润滑轴套的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备轴套基材：

(1-1)热处理：将无缝钢管进行下料，在真空炉内气压在0.04-0.08MPa下进行淬火处理，温度850-880℃，保温2-3小时后油冷，580-610℃进行高温回火，保温3-4小时后随炉冷却，得调质后轴套毛坯件，基体硬度HRC24-28；

(1-2)车加工：将步骤(1-1)所得毛坯件进行车加工；

(1-3)钻内孔：将步骤(1-2)所得加工件进行内孔加工；

(2)氮化处理：

将步骤(1-3)所得轴套在井式炉内300-400℃保温1-2小时后转入井式盐浴炉内进行氮化处理，盐浴温度570-580℃，保温90-120分钟，出炉降温至200℃后转入井式炉内进行表面氧化处理，温度400-500℃，保温1-2小时后出炉自然冷却，得氮化处理后轴套，表面硬度HV≥500，化合物层厚度≥10μm，有效渗层深度0.2-0.5mm；

(3)磷化处理：

对于步骤(2)所得的氮化处理轴套，首先采用清洗机清洗表面油脂及污物，再通过磷化处理，使轴套表面生成一层厚度3-5μm的磷化膜；