[实用新型]一种金属滑动构件

说明书

本实用新型涉及一种金属滑动构件。该金属滑动构件含有金属基底层以及位于所述金属基底层之上的第一表面层以及位于第一表面层和金属基底层之间的第二表面层。其中，第一表面层由具有低摩擦系数或/和高耐磨性的材料制成，第二表面层的材料中包含与第一表面层的材料相同的元素，元素选自硫、碳、氮、氟中的任意一种或多种。第一表面层具有低摩擦系数和高耐磨的特性，且第一表面层不易脱落。

技术领域

本实用新型涉及金属滑动构件，金属滑动构件可作为一种滑动轴承，其尤其适用于在高载荷的困难条件和环境下工作，以及在磨蚀环境以及可能出现的磨蚀环境条件下的金属滑动构件的应用。

背景技术

在许多技术领域都可以发现金属滑动轴承的应用，这些技术利于例如包括：矿山机械，农场机械，运输车辆，钢材和有色金属制造等。由于所应用的技术领域的需求，轴承必须具有优良的摩擦和磨损行为特性，与此同时，轴承还应允许较低的补充油脂的频率，甚至允许只在装配时涂抹一次油脂。

为保证滑动轴承的工作性能，现有技术通过以下方案对轴承进行特殊处理。在一种方法中，金属轴承进行单一的表面处理。该表面处理例如是磷化处理、硫化处理、渗碳、渗氮、碳氮共渗等方法。在磷化处理方法中，其通过在金属轴承表面产生磷酸铁表面层而改善润滑效果。硫化处理方法是通过在铁合金轴承的表面获得硫化亚铁(FeS)层，而使得被处理的部件具有低摩擦、耐磨损性和抗咬合性。诸如渗碳/渗氮/碳氮共渗等其他表面处理方法获得的表面处理层，在一定程度上降低了铁合金轴承摩擦表面的摩擦系数，或者生成的碳/氮化合物提高了铁合金表面硬度、增强了耐磨性能。但是，在高载荷条件下，仍然存在摩擦系数大、耐磨性不够，导致机器设备扭矩过大甚至轴承出现抱死现象。

此外，还可以通过物理沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)等方法在轴承表面形成表面层来改善轴承性能。通过以上物理沉积(PVD)或化学气相沉积等方法形成的表面层物质包括过渡金属硫化物、氮化物、碳化物以及类钻膜(DLC)等。这类表面层由于具有极低的摩擦系数或高耐磨损性，在低载荷涂层领域得到大量应用。但在高载荷情况下，表面层可能出现鳞片化脱落而导致轴承摩擦性能急剧降低。

实用新型内容

针对根据现有技术的滑动轴承的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种能够显著降低摩擦系数，同时具备良好的耐磨性能以及较佳可靠性的金属滑动构件。

该目的通过根据本实用新型的一种金属滑动构件来实现。该金属构件包括金属基底层以及位于金属基底层之上的第一表面层。其中，第一表面层被配置为金属滑动构件的工作表面。此外，金属滑动构件还包括位于第一表面层和金属基底层之间的第二表面层。第一表面层由具有低摩擦系数或/和高耐磨性的材料制成。第二表面层的材料中包含与第一表面层的材料相同的元素，其中，上述元素选自硫、碳、氮、氟中的任意一种或多种。

根据上述形式的金属滑动构件，第一表面层具有低摩擦系数或/和高耐磨性的特性，因此金属滑动构件的摩擦系数较小同时具有良好的耐磨性能。第一表面层和第二表面层之间所具有的同种元素可以保证二者之间的界面元素进行扩散形成化学结合，利于二者紧密地结合成一体，避免第一表面层出现脱落情况。

根据本实用新型的一种优选的技术方案，第二表面层由具有低摩擦系数且抗咬合的材料制成。由此，在金属滑动构件的整个使用寿命周期内，即使第一表面层被磨损殆尽而使得第二表面层裸露在外，亦能使得金属滑动构件正常工作一定时间。此外，在其他极端条件下，例如第一表面层因过载或磨蚀等原因产生全部或局部脱落后，第二表面层也可以防止滑动构件与轴抱死，保证轴能够在低摩擦条件下继续运动。

根据本实用新型的一种优选实施方式，第二表面层是在金属基底层经过渗碳处理、渗氮处理、渗硫处理、磷化处理或氟化处理形成的表面层。

根据本实用新型的一种优选实施方式，第二表面层包括渗入金属基底层的渗透层和位于渗透层上部的化合物层，化合物层的主体部分为碳化物、氮化物、硫化物、磷化物或氟化物中的任意一种或多种。