[发明专利]一种自润滑轴承、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种自润滑轴承，包括轴承内圈和轴承外圈，所述轴承内圈套设在所述轴承外圈内，且所述轴承内圈与所述轴承外圈滑动连接，其特征在于，所述轴承内圈和所述轴承外圈均由金属基材以及包覆在所述金属基材外的耐磨润滑层所组成；所述耐磨润滑层包括TiWC₂、Ti₂CS、TiCr-Cr₃C₂以及CrS、WS₂；所述轴承内圈和所述轴承外圈外形均为环形结构，且所述轴承内圈和所述轴承外圈之间的间隙为0.1mm-2mm；所述轴承内圈的表面上均匀设有润滑通孔。

2.根据权利要求1所述的一种自润滑轴承，其特征在于，所述金属基材包括高锰钢或铝合金材质。

3.根据权利要求1所述的一种自润滑轴承，其特征在于，所述耐磨润滑层的平均显微硬度为1250HV_0.2。

4.根据权利要求1所述的一种自润滑轴承，其特征在于，所述耐磨润滑层的涂覆厚度为0.5-2mm。

5.一种自润滑轴承的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将钛粉、石墨粉以及成热凝胶剂进行混合、研磨直至充分混合，得到混合物一；再将TiCr-Cr₃C₂粉末、WS₂粉末以及成热凝胶剂进行混合、研磨直至充分混合，得到混合物二；

步骤二：将熔化后的金属液体倒入到模具中，分别制备出如所述轴承内圈和所述轴承外圈外形结构相同的所述金属基材，然后对所述金属基材表面进行打磨、除锈和除油处理；所述轴承内圈的所述金属基材上均匀设有所述润滑通孔；

步骤三：将混合物一用水混合后均匀涂覆在所述金属基材表面，涂覆结束以后将所述金属基材放置在50-100℃范围内烘干；接着，以纯度不低于99.99％的氮气作为保护气体和反应气体,以钨为阴极，以所述金属基材为阳极，对所述金属基材实施氮弧熔覆处理；

步骤四：将混合物一用水混合后均匀涂覆在经步骤三处理以后的所述金属基材表面，涂覆结束以后将金属基材放置在60-120℃范围内烘干；接着利用二氧化碳激光器在氦气或氮气环境中对其进行激光熔覆，便分别得到含有耐磨润滑层的轴承内圈和轴承外圈；

步骤五：将步骤四处理以后的所述轴承内圈套设在所述轴承外圈内便得到所述自润滑轴承。

6.根据权利要求5所述的一种自润滑轴承的制备方法，其特征在于，所述步骤二对所述金属基材表面打磨和表面除锈采用不低于1200目的砂纸打磨，所述步骤二对金属基材表面采用无水乙醇、DMF和去离子水各洗涤至少一次进行除油。

7.根据权利要求5所述的一种自润滑轴承的制备方法，其特征在于，所述WS₂粉末制备方法为：首先，将偏钨酸铵溶解于氨水溶液中，在保持溶液温度在50-80℃条件下向其持续通入硫化氢气体；然后，将此混合溶液置于-20-5℃环境下进行过滤，并将过滤得到的晶体用无水乙醇、无水乙醚清洗，再于50-100℃环境下干燥处理；最后，利用球磨机对其进行球磨处理便得到所述WS₂粉末。

8.根据权利要求5所述的一种自润滑轴承的制备方法，其特征在于，所述二氧化碳激光器的工作条件为：工作气压为0.2-1.4Mpa，激光功率为0.5-6kW，扫描速度为2-12mm/s，光斑直径为2-8mm，激光能量密度为50-300J/mm³。

9.根据权利要求5所述的一种自润滑轴承的制备方法，其特征在于，所述成热凝胶剂包括甲基纤维素。

10.一种自润滑轴承的应用，其特征在于，应用于重载机械设备中。