專利名稱：新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及軸承合金材料領域，具體地，是一種新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料 及其制備方法。
背景技術：
隨著現代科學技術的發展，材料在高溫條件下的摩擦、磨損與潤滑問題日益受到 廣泛關注，而一般的潤滑油脂在高溫環境下容易蒸發，因而研究高溫潤滑材料具有重要意 義。在重型機械裝備中，各種輥子軸承在工作中要承受沖擊、高溫、粉塵等等惡劣工況，而以 往使用的滾動軸承，由于接觸面積小，并不利于在高載荷及振動沖擊等惡劣環境下工作，同 時滾動軸承要在潤滑良好的情況下才能夠保證低摩擦性能，故而在粉塵多、密封差、易卡住 的重型機械裝備的工作環境中極易發生摩擦系數增大失效的狀況，壽命縮短，維護困難。長 期以來，在高溫、高速負載下運轉時能夠將優異的強度、自潤滑性能以及耐腐蝕性能融于一 身同時具有減震降噪和抗異物侵入損傷功能的無油自潤滑軸承一直是新型軸承研究開發 的重點之一，但是目前的軸承合金材料普遍存在高溫耐磨能力不足、無法兼具優異機械性 能與優異摩擦性能的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料，其能夠克服現有軸 承合金材料高溫耐磨能力不足的問題，在500°C以上的高溫環境下仍然具有低摩擦系數以 及良好的耐磨損性能，壽命長、易維護，特別適合要求無油潤滑的場合。本發明的另一目的 在于提供該新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料的制備方法。上述目的是通過如下技術手段實現的以具有較好的高溫強度、耐熱性、熱穩定性 以及經濟性的鐵作為基體材料，選用高純度(彡95% )的硬質顆粒的W、Cr、Ni金屬作為硬 質增強相，選用納米級的MoS2、石墨作為潤滑減磨相，輔以適量作為粘合劑的水玻璃和作為 增強材料的云母，采用粉末冶金工藝制備出綜合性能優異的新型耐高溫自潤滑滑動軸承材 料。具體的技術方案如下一種新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料，按照質量百分比由如下成分配比而成 MoS2 20%、石墨(C) 20%、Cr22%、Ni5%、W5%、水玻璃 3% 7%、云母 5%、余量為 Fe。上述新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料的制備方法，具體地，包括如下步驟(1)將符合配方要求的200目左右的Cr粉、Ni粉、W粉、Fe粉均勻混合，得金屬粉 末；(2)將符合配方要求的MoS2和石墨(C)的納米粉體一起混到金屬粉末中，共同放 入球磨筒內進行充分研磨，以獲得較小的顆粒度及分散均勻度；(3)加入符合配方要求的云母，充分混合，然后用噴霧的方式均勻加入符合配方要求的水玻璃，造粒，在真空干燥箱中干燥；(4)將步驟(3)中干燥好的混合料用滑動軸承軸瓦模具在lOOOkg/cm2的壓力下壓 模成型，壓制過程保持壓力的平穩，并保壓1小時，獲得軸瓦毛坯；(5)將軸瓦毛坯置于真空爐或者通入了氬氣或氮氣作為保護氣體的高溫爐中進行 燒結，燒結溫度為1150°C 1200°C，考慮到燒結體的自反應以及合金的顆粒粗細度，嚴格 控制溫度升高梯度在10°C /min,以減少廢品率，達到設置溫度后保溫1 2小時，則形成 Cr、Ni、W、MoS2、石墨、Fe等結合較好的軸瓦毛坯；(6)將步驟(5)形成的軸瓦毛坯冷卻至室溫，用砂紙打磨以去除表面氧化層，進行 表面磨削、去毛刺、倒角等處理，即得到本發明的新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料。本發明選用多種價格低廉、來源豐富的原材料，通過對于合金組元的調整和優化， 形成了以高強度的硬質增強相和分散均勻的潤滑減磨相牢固結合的新型耐高溫自潤滑滑 動軸承材料，制備方法簡單易控，適于工業化生產，制備出的新型耐高溫自潤滑滑動軸承材 料在500°C以上的高溫環境下仍然具有低摩擦系數(0. 1 0. 2)以及良好的耐磨損性能，并 且在300°C以上運行的使用壽命比現有的軸承提高壽命2倍以上，易維護，可廣泛應用于能 源、化工、鋼鐵冶金等重型機械裝備中，特別適合要求無油潤滑的場合。
圖1為實施例1的新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料在不同溫度條件下的摩擦性能 曲線。
具體實施例方式以下通過具體實施方式
進一步描述本發明，由技術常識可知，本發明也可通過其 它的不脫離本發明技術特征的方案來描述，因此所有在本發明范圍內或等同本發明范圍內 的改變均被本發明包含。實施例1:(1)取如下原料備用市售MoS2粉和石墨(C)粉各2kg，200目左右的Cr粉、Ni粉、 W粉、Fe粉分別為2. 2kg、0. 5kg、0. 5kg、2. 2kg，以及水玻璃0. 5kg和云母0. Ikg備用；(2)將Cr粉、Ni粉、W粉、Fe粉均勻混合，得金屬粉末；(3)將臨&粉和石墨(C)粉一起混到金屬粉末中，共同放入球磨筒內進行充分研 磨，以獲得較小的顆粒度及分散均勻度；(4)加入云母充分混合，然后用噴霧的方式均勻加入水玻璃，造粒，在真空干燥箱 中干燥；(5)將步驟(3)中干燥好的混合料用滑動軸承軸瓦模具在lOOOkg/cm2的壓力下壓 模成型，壓制過程保持壓力的平穩，并保壓1小時，獲得軸瓦毛坯；(6)將軸瓦毛坯置于通入了氬氣作為保護氣體的高溫爐中進行燒結，燒結溫度為 1150°C 1200，以10°C /min的升溫速率進行升溫，達到設置溫度后保溫1 2小時，則形 成Cr、Ni、W、Mo S2、石墨、Fe等結合較好的軸瓦毛坯；(7)將步驟(6)形成的軸瓦毛坯冷卻至室溫，用砂紙打磨以去除表面氧化層，進行 表面磨削、去毛刺、倒角等處理，即得到新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料。
在UMT-2型摩擦試驗機上對本實施例的產物進行摩擦性能測試(轉速5m/min，載 荷5Pa，測試溫度從室溫到500)，測試結果如圖1所示，其變化趨勢顯示在高溫工作場合 下，本實施例的新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料摩擦系數更小，僅為0. 1 0. 2，即其高溫 下的潤滑性能更為優異。
權利要求
1.一種新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料，其特征在于，按照質量百分比由如下成分配 比而成=MoS2 20%、石墨(C)20%、Cr22%、Ni5%、W5%、水玻璃 3% 7%、云母 5%、 余量為Fe。
2.根據權利要求1所述的新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料的制備方法，其特征在于， 包括如下步驟(1)將符合配方要求的200目左右的Cr粉、Ni粉、W粉、Fe粉均勻混合，得金屬粉末；(2)將符合配方要求的MoS2和石墨(C)的納米粉體一起混到金屬粉末中，共同放入球 磨筒內進行充分研磨，以獲得較小的顆粒度及分散均勻度；(3)加入符合配方要求的云母，充分混合，然后用噴霧的方式均勻加入符合配方要求的 水玻璃，造粒，在真空干燥箱中干燥；(4)將步驟(3)中干燥好的混合料用滑動軸承軸瓦模具在lOOOkg/cm2的壓力下壓模成 型，壓制過程保持壓力的平穩，并保壓1小時，獲得軸瓦毛坯；(5)將軸瓦毛坯置于真空爐或者通入了氬氣或氮氣作為保護氣體的高溫爐中進行燒 結，燒結溫度為1150°C 1200，以10°C /min的升溫速率進行升溫，達到設置溫度后保溫 1 2小時，則形成Cr、Ni、W、MoS2、石墨、Fe等結合較好的軸瓦毛坯；(6)將步驟(5)形成的軸瓦毛坯冷卻至室溫，用砂紙打磨以去除表面氧化層，進行表面 磨削、去毛刺、倒角等處理，即得到本發明的新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料。
全文摘要
本發明公開了一種新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料，其是以具有較好的高溫強度、耐熱性、熱穩定性以及經濟性的鐵作為基體材料，選用高純度(≥95％)的硬質顆粒的W、Cr、Ni金屬作為硬質增強相，選用納米級的MoS2、石墨作為潤滑減磨相，同時輔以適量作為粘合劑的水玻璃和作為增強材料的云母，采用簡單易控的粉末冶金工藝制備而成。本發明的新型耐高溫自潤滑滑動軸承材料在500℃以上的高溫環境下仍然具有低摩擦系數(0.1～0.2)以及良好的耐磨損性能，并且在300℃以上運行的使用壽命比現有的軸承提高壽命2倍以上，易維護，可廣泛應用于能源、化工、鋼鐵冶金等重型機械裝備中，特別適合要求無油潤滑的場合。
文檔編號C22C1/05GK102094146SQ201010571998
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月3日 優先權日2010年12月3日
發明者唐華, 孫建榮, 曹可生, 李長生, 范有志, 郭志成 申請人:無錫潤鵬復合新材料有限公司