[发明专利]一种宽适应双机制自润滑轴承材料及其制备方法

权利要求书

1.一种宽适应双机制自润滑轴承材料，其特征在于：该材料的各原料的体积百分比为：ZrB₂ 57.0~70.0%、ZrO₂ 12.0~37.0%、CaF₂6.0%；ZrB₂采用纳米粉，粒度为40~50nm； ZrO₂采用纳米粉，粒度为10~20nm；CaF₂采用纳米粉，粒度为150~155nm。

2.如权利要求1所述的一种宽适应双机制自润滑轴承材料，其特征在于：所述各原料的体积百分比优选为：ZrB₂ 60.0%、ZrO₂ 34.0%、CaF₂6.0%。

3.如权利要求1或2所述的一种宽适应双机制自润滑轴承材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、原材料的预处理

分别将ZrB₂纳米粉、ZrO₂纳米粉和CaF₂纳米粉置于浓度为1.8wt%的氢氟酸水溶液中，然后80~100Hz超声波、100~120r/min搅拌处理90~100min，静置60~90min，倒出上层溶液及漂浮的杂质，所得沉淀物加入去离子水进行洗涤，静置60~90min再次倒出上层溶液，再次加入去离子水进行洗涤，直至上层溶液pH值大于6.5为止，分别得到酸洗后ZrB₂纳米粉、ZrO₂纳米粉和CaF₂纳米粉；将所得酸洗后ZrB₂纳米粉、ZrO₂纳米粉和CaF₂纳米粉分别加入无水乙醇洗涤，得到预处理后ZrB₂纳米粉、ZrO₂纳米粉和CaF₂纳米粉，备用；

步骤二、配料、搅拌、分散及第一次球磨

按照ZrB₂的体积百分比为57.0~70.0%、ZrO₂的体积百分比为12.0~37.0%分别取预处理后的ZrB₂纳米粉和ZrO₂纳米粉，倒入装有ZrB₂纳米粉和ZrO₂纳米粉混合物体积2~4倍的去离子水、且设有温度传感器的容器中，得到混合物A；将装有混合物A的容器置于超声波发生器中，110~120Hz超声波处理，同时对其进行100~150r/min搅拌；在超声搅拌过程中，将混合物A的温度升高至110℃，维持该温度，超声搅拌30~40min，按照聚乙二醇和混合物A的质量比为1:90取聚乙二醇，加入到混合物A中，继续超声搅拌10~20min，得到混合物B；将所得混合物B放入球磨罐中，以无水乙醇为介质，球磨180~220h，在140~160℃条件下真空干燥22~26h，过筛，得到细化粉末，备用；

步骤三、第二次球磨

按照上述步骤二所得细化粉末的体积百分比为94%、步骤一预处理得到的CaF₂纳米粉的体积百分比为6%，取步骤二所得细化粉末和步骤一预处理得到的CaF₂纳米粉，倒入步骤二所得细化粉末和步骤一预处理得到的CaF₂纳米粉总体积6~8倍的去离子水的容器中，得到混合物C；所述容器设有温度传感器；将装有混合物C的容器置于超声波发生器中，80~100Hz超声波处理，同时对其进行100~150r/min搅拌；在超声搅拌过程中，将混合物温度升高至100℃，维持该温度，继续超声搅拌30~40min，按照聚乙二醇和混合物的质量比为1:95加入聚乙二醇，然后继续超声搅拌分散10~20min，超声搅拌分散结束后，得到混合物D；将所得混合物D放入球磨罐中，以无水乙醇为介质，球磨180~220h，在140~160℃条件下真空干燥22~26h，过筛，得到二次球磨细化粉末，备用；

步骤四：放电等离子烧结

将步骤三所得二次球磨细化粉末装入石墨模具，置于真空环境中，然后均匀加压进行放电等离子烧结，烧结时，从室温上升至1700℃的过程中，环境压力平稳均匀的加至45MPa，之后在温度为1750℃、压力45MPa条件下保温10~25 min，然后断电自然冷却至室温，即得到宽适应双机制自润滑轴承材料。