[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

说明书

技术领域

    本发明涉及一种材料，具体的说是一种宽适应双机制自润滑轴承材料及其制备方法。

背景技术

机械制造业在整个国民经济中占有及其重要的地位，而轴承加工在制造业中占据主导地位。滑动轴承有时在很苛刻的条件下工作，且处于含尘环境中，使得普通液体润滑轴承因其摩擦特性所限，不能适应特殊工况的要求。自润滑技术轴承完全突破了依靠油脂润滑的局限性而实现了无油润滑，自润滑材料轴承技术是目前润滑技术发展趋势，力学强度高和摩擦学性能好的自润滑复合材料的开发成为摩擦学领域的重要热点。

目前的轴承材料存在一些缺陷，由于轴承工作的工况例如温度、载荷性质、 载荷种类等非常复杂，尺寸规格众多，如何根据不同情况选择并设计合适的材料是个复杂的问题。发展高温、重载、低速、 含衬及腐蚀性等复杂工况下的自润滑轴承材料是当务之急。

发明内容

本发明目的是提供一种宽适应双机制自润滑轴承材料及其制备方法，该方法结合添加固体润滑剂和原位氧化反应的双重机制，粉末状的ZrB₂作为基体材料并提供原位反应自润滑机制，ZrO₂为增韧相，CaF₂为添加剂式自润滑配料，制备出适合自润滑轴承，且温度适应范围比较宽的自润滑轴承材料。

一种宽适应双机制自润滑轴承材料，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。所述各原料的体积百分比优选为：ZrB₂ 60.0%、ZrO₂ 34.0%、CaF₂6.0%。

一种宽适应双机制自润滑轴承材料，包括以下步骤：

步骤一、原材料的预处理

所述ZrB₂纳米粉、ZrO₂纳米粉和CaF₂纳米粉在制备和包装过程中可能混有杂质，为了提高其纯度，采用的氢氟酸水溶液进行清洗。由于纳米粉料的粒度较小，活性较大，为避免粉料受氢氟酸的腐蚀，氢氟酸的浓度应适当。清洗方法为：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等，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一次，然后真空干燥至水的含量质量百分比为50%，再次加入无水乙醇洗涤一次，然后抽真空分别进行保存，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