[发明专利]一种高温自补偿润滑轴承及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及高温自润滑复合材料技术领域，尤其是一种高温自补偿润滑轴 承及其制备方法。该轴承适用于高温环境条件下，需要长期连续作业，且难以 实现加油维护的工况环境。

背景技术：

高温自补偿润滑轴承的研究目的是为了解决在极端工况条件下机械的转动 支承问题，这也是目前国内外热机和机械实现全寿命免维护设计与制造中面临 的共有关键技术。目前常用的高温自润滑轴承主要是粉末冶金型和镶嵌型两大 类。

粉末冶金型高温自润滑轴承主要是指在冶金粉末中添加固体润滑剂组元进 行混元烧结而形成的含有固体润滑相的一类复合材料轴承。将固体润滑剂作为 组元加入到金属或陶瓷基体中进行混元烧结，其摩擦学特性取决于摩擦过程中 基体所含固体润滑剂的析出和弥散分布。而固体润滑剂在高温烧结过程中因氧 化和烧损会丧失其部分润滑特性；同时，固体润滑剂的分布不均匀性及其对基体 连续性的破坏会显著降低复合材料的强度、韧性和耐磨性。

镶嵌型(又名背衬型)是在金属或其他硬质材料基体(轴瓦)上预先设计、加 工好一定面积比例的孔洞或沟槽，在其中嵌入某种成分的固体润滑材料，经过特 殊粘结及时效处理，将二者结合成为一个整体，以其作为轴承、轴瓦或衬板。镶 嵌轴承在低速重载下具有其它轴承不可比拟的特点，故已广泛应用在工程机械、 建筑机械及桥梁、水利、化工、冶金等领域。但由于这类轴承的基材上需要加 工好一定面积比例的孔洞或沟槽，其性能和寿命涉及到轴承基材、固体润滑剂 配方、工艺合理设计和轴承结构等，且在工作过程中磨屑的排出较为困难，散 热条件差，因而，其在高速、重载条件下的应用受到限制。

发明内容：

本发明提供了一种高温自补偿润滑轴承及其制备方法，消除了目前所采用 的制备技术上的缺点，具有良好的高温自补偿润滑性能，实现了高温自润滑轴 承高强度、高韧性和良好高温自润滑性能的统一，解决了现有技术中存在的问 题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高温自补偿润滑轴 承，首先将高速钢粉末、陶瓷粉末、石墨粉、磷-铜粉和造孔剂按一定质量百分 比混合制成微孔贯通型的空心圆柱形轴承毛胚，再将轴承毛胚在真空和一定熔 渗温度下置入熔融状态的复合固体润滑剂中，使熔融状态的固体润滑剂浸满轴 承毛胚上的微孔，然后经冷却和机械加工得到合格的高温自补偿润滑轴承；上 述过程中制成微孔贯通型的空心圆柱轴承毛胚的配方组分以质量百分比计为： 高速钢粉末67.5％～75.7％；陶瓷粉末13.8％～16.8％；石墨粉0.5％～0.7％；磷- 铜粉5.0％～7.0％；造孔剂5.0％～8.0％。

所述复合固体润滑剂为由铅和锡组成的混合物再添加银、铜、锑和纳米氧 化钇中的一种、两种或两种以上原料组成的混合剂。

所述复合固体润滑剂中的配方组分以质量百分比计为：由铅和锡组成的混 合物80％；由银、铜、锑和纳米氧化钇中的一种、两种或两种以上原料组成的混 合物20％。

所述造孔剂为氢化钛、碳酸钙、硬脂酸和纳米氧化铝中的一种、两种或两 种以上原料组成的混合剂。

所述微孔贯通型的空心圆柱形轴承毛胚的开口孔隙度为15％～20％。

上述高温自补偿润滑轴承的制备方法，包括下述步骤：

(1)、将制备微孔贯通型的空心圆柱形轴承毛胚所需的原料按质量百分比 高速钢粉末67.5％～75.7％、陶瓷粉末13.8％～16.8％、石墨粉0.5％～0.7％、磷- 铜粉5.0％～7.0％、造孔剂5.0％～8.0％称取，装入球磨机中混合4小时，得到混 合均匀的制作轴承毛胚的原料；

(2)、然后将混合均匀的制作轴承毛胚的原料送到液压式压力试验机上， 在600MPa压力下冷压成型为空心圆柱形的轴承毛胚；

(3)、将成形后的轴承毛胚送入真空烧结炉中，在1.0×10^-1～1.0×10^-2Pa 的真空度下对轴承毛胚进行真空部分液相烧结，烧结温度为1200～1300℃，保 温时间50～60分钟，使轴承毛胚上的造孔剂完全分解消失，得到微孔贯通型的 空心圆柱形轴承毛胚；