[发明专利]一种宽温域自润滑轴承及其制备方法

说明书

本发明提供一种宽温域自润滑轴承及其制备方法，该轴承在宽温域及交变温度范围内具有良好的自润滑能力，可实现轴承工作过程中的润滑，减小轴承磨损，提高轴承寿命。本发明实施例的宽温域自润滑轴承，包括轴承基体、微织构和复合涂层，微织构设置在轴承基体的表面，复合涂层沉积在微织构的表面；复合涂层包括第一涂层和第二涂层，第一涂层和第二涂层交替叠加。工作温度较低时，第二涂层能够起到润滑作用；工作温度较高时，第一涂层、第二涂层发生反应，生成具有高温润滑作用的化合物，从而能够起到润滑作用。该轴承在宽温度范围或交变温度条件下，均具有良好的自润滑功效，可减小轴承磨损，提高寿命。

技术领域

本发明涉及轴承制造技术领域，具体来说，涉及一种宽温域自润滑轴承及其制备方法。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要零部件，轴承工作过程中存在较大的摩擦磨损，使用过程通常需要使用润滑剂；自润滑技术能够实现轴承无油润滑，突破润滑油或润滑脂等使用的局限性，自润滑轴承已成为绿色制造的一个研究热点。因此，开发新型的高强度、低摩擦、低磨损及长寿命的自润滑轴承对先进制造业具有重要意义！

中国专利申请号201910511263.1公开了一种减摩抗磨自润滑涂层轴承及其制备方法，该轴承通过等离子体喷涂方法，在基体表面制备硬质合金层、氮化硅陶瓷层和立方氮化硼层复合润滑涂层，实现工作过程中的润滑功效。中国专利申请号201320341799.1公开了一种镶嵌式固体自润滑轴承，轴承本体侧部设有环形凹槽及储存固体润滑剂的通孔，可实现工作过程的自润滑，降低摩擦系数，延长轴承寿命。中国专利申请号CN201710547274.6公开了一种自润滑轴承及其制备方法，通过激光熔覆方法在含铬合金钢轴承基体表面制备出石墨烯/氟化钙/陶瓷自润滑涂层，从而实现轴承本身的自润滑功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种宽温域自润滑轴承及其制备方法，该轴承在宽温域及交变温度范围内具有良好的润滑功效，可实现轴承工作过程中的润滑，减小轴承磨损，提高轴承寿命。

为解决上述技术问题，本发明一方面提供一种宽温域自润滑轴承，包括轴承基体、微织构和复合涂层，所述微织构设置在轴承基体的表面，所述复合涂层沉积在所述微织构的表面；所述复合涂层包括第一涂层和第二涂层，所述第一涂层和第二涂层交替叠加；所述复合涂层包括至少10层第一涂层和至少10层第二涂层。

作为本发明实施例的进一步改进，所述第一涂层为TiVZnN层，所述第二涂层为MoTeHfC层，第一涂层和第二涂层的单层厚度均小于等于500nm。

作为本发明实施例的进一步改进，所述第一涂层中，Ti元素原子百分比为30-50％，V元素原子百分比为10-20％，Zn元素原子百分比为5-15％，N元素原子百分比为20-40％，Ti元素原子百分比、V元素原子百分比、Zn元素原子百分比和N元素原子百分比之和为100％。

作为本发明实施例的进一步改进，所述第二涂层中，Mo元素原子百分比为30-40％，Te元素原子百分比为30-40％，Hf元素原子百分比为8-12％，C元素原子百分比为10-20％，Mo元素原子百分比、Te元素原子百分比、Hf元素原子百分比和C元素原子百分比之和为100％。

作为本发明实施例的进一步改进，所述轴承基体由轴承钢制成。

另一方面，本发明实施例还提供一种制备上述宽温域自润滑轴承的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、采用激光加工技术在轴承基体的表面制备微织构，激光功率为10-50W，频率为10-20kHz，扫描速度为5-300mm/s；微织构的宽度为10-200μm，深度为5-200μm；

步骤2、采用多弧离子镀与中频磁控溅射共沉积的方法，在微织构的表面制备复合涂层，得到宽温域自润滑轴承。

作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤2具体包括：