本發明涉及汽車配件技術領域，尤其涉及一種固體潤滑的滾珠軸承及其制備方法。
背景技術：
滾珠軸承是滾動軸承的一種，將球形合金鋼珠安裝在內鋼圈和外鋼圈的中間，以滾動方式來降低動力傳遞過程中的摩擦力和提高機械動力的傳遞效率。滾珠軸承不能承受較大的重載荷，在輕工業機械中較常見。滾珠軸承也叫球軸承。
而保持器的硬度相較于滾珠與環低，其材料有金屬(如：中碳鋼、鋁合金)或非金屬(如：鐵弗龍、PTEF、高分子材料)。滾動軸承(rolling bearing)比軸頸軸承(journal bearing)的轉動摩擦阻力小，因此相同的轉速下，由于摩擦產生的溫度會比較低。
滾珠軸承一般是用在低載荷機械傳動的設備中。因為滾珠軸承的承載面積小，在高速運轉的情況下極易出現嚴重的機械性損傷，所以在重載荷的機械傳動中往往采取滾針式軸承以加大承載面，提高機械傳遞效率，同時降低機械性損傷。
滾珠軸承改變了軸承的摩擦方式，采用滾動磨擦，這一方式更為有效的降低了軸承面之間的摩擦現象，但所述摩擦方式導致需要采用潤滑脂、潤滑油進行減少摩擦。由于潤滑脂、潤滑油會消耗，因此需要定期進行添加，由此導致機械拆裝等缺陷。
技術實現要素：
本發明的目的在于提出一種固體潤滑的滾珠軸承及其制備方法，能夠使得滾珠軸承摩擦減小。
為達此目的，本發明采用以下技術方案：
一種固體潤滑的滾珠軸承，所述滾珠表面具有20-30μm厚度的自潤滑涂層，所述涂層通過如下方法制備：
(1)將Cr3C2與NiCr在行星球磨機上球磨至不再沉淀；
(2)加入石墨烯、Ni包覆微米石墨和h-BN繼續球磨至少10分鐘；
(3)球磨停止前5分鐘時，加入有機黏結劑球磨，得到懸濁液；
(4)將懸濁液進行噴霧造粒，得到自潤滑團聚顆粒；
(5)在滾珠表面等離子噴涂所述自潤滑團聚顆粒。
本發明所述的Cr3C2-NiCr-石墨烯是Cr3C2與NiCr與石墨烯作為一個組分按照重量比(5～3):(2～1):1混合而成。優選的，所述重量比為4:1:1。
所述等離子噴涂，其電流為400-700A，電壓為30-70V，主氣氬氣流量50-140L/min，送粉速度25-60g/min。優選的，電流為550A，電壓30V，氬氣流量50L/min。
Cr3C2-NiCr涂層磨損以磨粒磨損為主，還存在部分粘著磨損以及因疲勞磨損引起的剝落痕跡；加入鎳包覆改性石墨潤滑劑涂層的磨損表面的自潤滑涂層明顯增多，這是在摩擦磨損過程中石墨不斷從鎳包石墨顆粒中析出，在切向力作用下流動，能對犁溝起到“填平”作用，因而可提高其耐磨性；鎳包覆納米h-BN成為形核中心，進一步細化晶粒，使生成的硬質相CrB4細化彌散在Cr3C2-NiCr內，摩擦應力使亞表層中的h-BN被擠到表面上而形成潤滑膜。隨著h-BN含量的增加，會使潤滑膜更好的形成，涂層耐磨性得到提高。
本發明的復合涂層厚度約為20-30μm，其硬度較基體明顯提高，超過500HV0.2。同時，在復合涂層中添加石墨烯使得晶粒得到細化，平均晶粒尺寸下降到20nm左右。
本發明的復合涂層使得摩擦系數和磨損率同時降低，具有較低的摩擦系數，同時具有更優良的耐磨性。在各個載荷下，磨損率比基體降低50％以上。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
實施例1
一種固體潤滑的滾珠軸承，所述滾珠表面具有20-30μm厚度的自潤滑涂層，所述涂層通過如下方法制備：
(1)將Cr3C2與NiCr在行星球磨機上球磨至不再沉淀；
(2)加入石墨烯、Ni包覆微米石墨和h-BN繼續球磨至少10分鐘；
(3)球磨停止前5分鐘時，加入有機黏結劑球磨，得到懸濁液；
(4)將懸濁液進行噴霧造粒，得到自潤滑團聚顆粒；
(5)在滾珠表面等離子噴涂所述自潤滑團聚顆粒。
對比例1
省略實施例1的石墨烯，其余與實施例1相同。
對比例2
省略實施例1的NiCr，其余與實施例1相同。
對比例3
省略實施例1的Cr3C2，其余與實施例1相同。
對比例1-3的涂層，同樣能起到潤滑作用，但所述潤滑效果稍差，只是相較于不含涂層的滾珠，提高一些。實施例1的潤滑效果要明顯優于對比例1-3，且耐磨時間長，起到潤滑的時間也明顯較長。即，本發明的3種材料混合，起到協同作用。